CN115247852A - 厂房空间散热结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种厂房空间散热结构，其包括一第一平台，第一平台的第一端连接第一侧墙的内墙面，第一平台下方的第一侧墙下半部具有横向延伸的至少一进气口，第二侧墙的下半部具有横向延伸的至少一排气口，至少一排气口的排气中心高度位置介于至少一进气口的中心高度与顶端高度位置之间；而一隔板是定位于屋顶与第一平台之间，隔板的第一端连接第一侧墙的内墙面，隔板的长度大于或等于1/2第一侧墙与第二侧墙之间的距离；隔板板面上具有至少一长方形槽，长方形槽的长方向平行第一侧墙，且长方形槽的高度为H，长方形槽短方向的宽度为L，H≥0.1L。

Description

厂房空间散热结构

技术领域

本发明是有关一种厂房空间散热结构，尤指一种可依需要而配置天车或是其他大型机具，并有效排除工厂厂房内的热气。

背景技术

对于高度在6m以下的中小型厂房而言，为了加强散热效果，一般是在厂房的屋顶设有多个自旋扇，以排出热气并挡雨；或是在厂房内工作区作业人员的上方悬挂一系列风扇，或在低于人身高度处摆放一系列风扇，以期望能排出热气并吹拂人身以进行散热。而对于大型厂房，例如高15m、宽50m、长200m的厂房而言，其所采用的自然通风，通常是在厂房的上方设有加高的太子楼，太子楼的两侧分别具有开启的侧窗，厂房下方的工作区具有侧窗以进气，且特别将厂房的屋顶拉高，以减小屋顶辐射热的影响。

然而，传统散热方法因为没有处理流体流动的细节，容易在室内形成大区块的回流区与/或低速区，在这些区域的污染物浓度较高；而由于作业员容易有几乎无风、闷热的感觉，所以直觉式的会以加大风量或增加风扇数目的方式处理，但是其效果不佳、耗费能源且会增大噪音，且作业员在长时间受到高速气流的冲击是不舒服的。再者，由于太子楼侧窗或是屋顶自旋扇的开口面积不足或分布不佳，厂房内的大部份热气并无法有效排除，会在厂房内部形成大回流泡，将上方热气卷至下方工作区，造成工作区的温度上升。此时，厂房外部空气受到厂房内部热气的浮力牵引，在进入厂房下方两边侧窗之后，由于大回流泡的影响，即会很快的就转折向上。因此，除了两侧窗附近短短的距离内，作业人员有一些凉爽感觉之外，厂房内部的大部份区域都是闷热的。纵然是使用大量的风扇吹拂，也祇是将热气从风扇背面吸入，再从风扇前面吹出，仍无法解决因为下方大部份工作区温度上升，造成作业人员的不舒适感，从而使工作效率下降，甚至产生职业伤害的问题。

因此，如中国台湾发明公告第I659145号的「厂房散热结构」即提出一种解决的方案，其主要是在一具有出气口的屋顶下方设有四个侧墙，并将第一、第二平台设置于厂房内，四个侧墙的第一、第二侧墙相互平行，第一、第二侧墙的下半部分别设有进气口；第一平台的第一端连接第一侧墙，以上、下区隔成第一上回流区域及第一下工作区；第二平台的第一端连接第二侧墙，以上、下区隔成第二上回流区域及第二下工作区；且第一平台的第二端与第二平台的第二端之间形成一间隔。借此，即可让厂房外的空气分别由相对的两个进气口分别进入第一、第二下工作区之中，再经由热浮力作用让热气通过两个平台之间的间隔以向上流动，由出气口向外排出以进行散热。

在两个相对平台之间形成间隔，并在两个相对平台分别连接的两个侧墙的下半部分别设有进气口的厂房结构，虽然可以在两个进气口同时进气，并经由热浮力的作用以达到散热的效果，但此种「双平台」的结构较为复杂，且由于两个平台之间的间隔宽度较小，对于高度大于「双平台」高度的天车或是其他大型机具而言，其摆放数量与位置会受到较大的限制；而传统式以加大风量或增加风扇数目的方式进行厂房内部的散热处理，不但效果不佳、耗费能源，且会增大噪音。

发明内容

有鉴于此，为了提供一种有别于习用技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。

为达上述的目的，本发明的厂房包括一屋顶及设于屋顶下方且依序连续设置的第一侧墙、第三侧墙、第二侧墙及第四侧墙，屋顶与各个侧墙共同框围一室内空间，且第一侧墙平行第二侧墙；而本发明的厂房空间散热结构主要包括一第一平台、至少一进气口以及至少一排气口。其中的第一平台是位于厂房的室内空间中，第一平台具有第一端及反向于第一端的第二端，第一平台的第一端连接第一侧墙的内墙面，供上、下区隔成一上回流区域及一下工作区，第一平台的第二端与第二侧墙的内墙面之间具有一间隔；至少一进气口以横向延伸的方式开设于第一平台下方的第一侧墙下半部；而至少一排气口以横向延伸的方式开设于第二侧墙的下半部，且至少一排气口的排气中心高度位置介于至少一进气口的中心高度与顶端高度位置之间，供由至少一进气口输入冷空气，再由至少一排气口排出热空气；而一隔板是定位于屋顶与第一平台之间，隔板具有第一端及反向于第一端的第二端，隔板的第一端连接第一侧墙的内墙面，隔板的长度大于或等于1/2该第一侧墙与第二侧墙之间的距离；隔板的板面上具有至少一长方形槽，长方形槽的长方向平行第一侧墙，且长方形槽的高度为H，长方形槽短方向的宽度为L，H≥0.1L。

实施时，第一平台具有第三端及反向于第三端的第四端，第三端连接第三侧墙的内墙面，第四端连接第四侧墙的内墙面。

实施时，本发明更包括复数个通风口，复数个通风口开设于隔板与屋顶之间，供排出隔板与屋顶之间的热气；隔板具有第一端及反向于第一端的第二端，隔板的第一端连接第一侧墙的内墙面，隔板的第二端连接第二侧墙的内墙面。

实施时，隔板具有第一端及反向于第一端的第二端，隔板的第一端连接第一侧墙的内墙面，隔板的第二端与第二侧墙的内墙面之间具有第二间隔，第二间隔的长度小于第一间隔的长度。

实施时，隔板具有第三端及反向于第三端的第四端，第三端连接第三侧墙的内墙面，第四端连接第四侧墙的内墙面。

本发明的优点是在提于供一种厂房空间散热结构，其能解决习用厂房内无法依所需要的位置设置天车或是其他大型机具；大部份工作区的温度上升，造成作业人员的不舒适感，从而使工作效率下降，甚至产生职业伤害；以及加大风量或增加风扇数目而耗费能源及增大噪音的问题，而能提供一种有效的散热结构，使天车或是其他大型机具能依实际的厂房需要而配置，以提高工作效率；让工作区的温度大幅下降，使工作区内的作业人员能在凉爽舒适的环境中作业，从而提高工作效率，避免因高温环境所产生的职业伤害；并让散热气流能够流动顺畅，以节省电力消耗及减少噪音的产生，进而提升作业环境质量。

为进一步了解本发明，以下列举较佳的实施例，配合附图，将本发明的具体构成内容及其所达成的功效详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的立体外观示意图。

图2为图1的侧剖面图。

图3为本发明的长方形槽高度(H)与长方形槽短方向宽度(L)的相关线形图。

图4为本发明的第一实施例以CFD计算机程序分析计算结果，在x-z截面的速度向量与流线分布图。

图5为本发明的第二实施例的侧剖面图。

附图标号说明：1-厂房空间散热结构；2-厂房；21-屋顶；22-第一侧墙；23-第三侧墙；24-第二侧墙；25-第四侧墙；26-室内空间；27-通风口；3-第一平台；31,61-第一端；32,62-第二端；33,63-第三端；34,64-第四端；W1-第一间隔；W2-第二间隔；35-上回流区域；36-下工作区；4-进气口；5-排气口；H1-复数个排气口的排气中心高度；H2-复数个进气口的中心高度；H3-复数个进气口的顶端高度；6-隔板；65-长方形槽；H-长方形槽的高度；L-长方形槽短方向的宽度；L1-隔板的长度；L2-第一侧墙与第二侧墙之间的距离。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，其为本发明厂房空间散热结构1的第一实施例，是供安装于一厂房2的内部及各个墙面上。厂房2包括一屋顶21及设于屋顶21下方且依序连续环绕设置的第一侧墙22、第三侧墙23、第二侧墙24及第四侧墙25，四个侧墙框围成长方形，并与屋顶21共同框围成一室内空间26，第一侧墙22与第二侧墙24相互平行，第三侧墙23与第四侧墙25相互平行。

本发明厂房空间散热结构1主要包括一第一平台3、复数个进气口4、复数个排气口5以及一隔板6。第一平台3水平悬空于厂房2的室内空间26中，第一平台3具有第一端31、反向于第一端31的第二端32、第三端33及反向于第三端33的第四端34，第一平台3的第一端31连接第一侧墙22的内墙面，第二端32与第二侧墙24的内墙面之间具有第一间隔W1，第三端33连接第三侧墙23的内墙面，第四端34连接第四侧墙25的内墙面，借以将部份室内空间26上、下区隔成上回流区域35及下工作区36，上回流区域35位于隔板6的底面与第一平台3的顶面之间。

复数个进气口4以矩形数组状横向延伸开设于第一平台3下方的第一侧墙22下半部，进气口4为可开启的窗，借以使厂房2外的空气进入厂房2的下工作区36中。实施时，进气口4亦可为单一横向窗或是上下双排的横向窗，同样可以让厂房2外的空气进入厂房2的室内空间26中。复数个排气口5以横向延伸开设于第二侧墙24的下半部，排气口5为风扇，实施时，排气口5亦可为连接抽气装备的横向出风口，复数个排气口5的排气中心高度H1位置介于复数个进气口4的中心高度H2与顶端高度H3位置之间，亦即，复数个排气口5的排气中心高度H1位置必需高于复数个进气口4的中心高度H2位置，同时要低于复数个进气口4的顶端高度H3位置。

隔板6定位于屋顶21与第一平台3之间，隔板6具有第一端61、反向于第一端61的第二端62、第三端63及反向于第三端63的第四端64，隔板6的第一端61连接第一侧墙22的内墙面，第二端62连接第二侧墙24的内墙面，第三端63连接第三侧墙23的内墙面，第四端64连接第四侧墙25的内墙面。实施时，隔板6为具有高隔热系数的天花板，借以阻绝屋顶21所向下散发的幅射热，让隔板6下方的下工作区36下游的温度不致于上升；而屋顶21与隔板6之间的侧墙上更开设有复数个通风口27，借以排出屋顶21与隔板6之间的热气。

隔板6的板面上具有长方形槽65，长方形槽65的高度为H，长方形槽65短方向的宽度为L，H≥0.1L；长方形槽65的长方向平行第一侧墙22、第二侧墙24，借以在天车的顶部容纳或安装于长方形槽65内时，让天车的吊炼可以沿着长方形槽65的长方向水平移动，而上述天车的运行范围是限制在厂房2内的单一区块内，实施时，长方形槽65亦可依实际需要而在隔板6的板面上配置复数个，且同样平行第一侧墙22、第二侧墙24。

借此，当作业人员或是会发热的机器分布于下工作区36时，厂房2外的冷空气经由复数个进气口4输入室内空间26内，并带动室内空间26内的热空气由复数个排气口5向外排出，由于第一平台3下方的下工作区36中所产生的空气流动速度大于第一平台3顶面的上回流区域35的流动速度，即会分别形成一高速区及一低速区，高速区与低速区的分界处会形成扇形扩大的一混合层，此混合层经由第一平台3的阻隔，可以让第一平台3上方的热气在上回流区域35形成回流泡，并大部份限制在上回流区域35内；而第一平台3上方的小部份热气与下工作区36内的大部份热气则会经由高速区内的空气快速流动，由第一侧墙22朝向第二侧墙24的方向排出厂房2外部，以降低下工作区36的温度。其中，如图2、图3所示，由于隔板6的长方形槽65的高度H与长方形槽65的短方向宽度L的范围限制，亦即符合H≥0.1L的限制条件，即可让长方形槽65内的回流泡长度大致达到长方形槽65的短方向宽度L，如此一来，即不致于让气流往长方形槽65内偏入太多，而过度降低长方形槽65下方工作区的气流速度。

基于上述第一实施例的结构，本发明在高15m、宽36m、长108m的厂房内以下列参数进行模拟测试，并以计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics，CFD)的计算机程序分析计算。

窗户(进气口)总数：24个、1列

窗户(复数个进气口)上缘与下缘之间的距离：1.8m

窗户(进气口)入口风速：2.48m/s

第一平台长度：5m

风扇(排气口)总数：18个、1列

单个风扇(排气口)风量：700CMM

单个风扇(排气口)出口轴向风速：10.3m/s

复数个风扇(排气口)总风量：12600CMM

长方形槽的高度(H)：6m、7m、8m

长方形槽短方向的宽度(L)：50m

经CFD计算机程序分析计算结果，速度向量与流线分布图是如图4在x-z截面中所示。其中箭头代表速度向量，沿着速度向量切线方向的曲线代表流线；下工作区36的速度向量与流线显示从左到右几乎是平行流，且不会产生回流区或低速区。借此，当屋顶21指定一个温度60℃，屋顶21内侧温度指定为60℃，且大气的温度指定为29℃时，经由上述速度向量与流线的分布，即可防止长方形槽65内的高温空气被卷至下工作区36，以维持下工作区36下游的高速气流，让离地板3公尺高以下的下工作区36的气流温度大致等于大气温度，以有效降低下工作区36内的温度。

如图5所示，其为本发明厂房空间散热结构1的第二实施例，其与第一实施例不同之处在于：隔板6的第一端61连接第一侧墙22的内墙面，隔板6的第二端62与第二侧墙24的内墙面之间具有第二间隔W2，第二间隔W2的长度小于第一间隔W1的长度。隔板6的长度L1大于或等于1/2第一侧墙22与第二侧墙24之间的距离L2，亦即L1≥1/2L2。实施时，隔板6的长度L1更佳的是≥3/4第一侧墙22与第二侧墙24之间的距离L2。另，屋顶21与隔板6之间的室内空间26为不会让室外空气进入的封闭空间，亦即隔板6上方的厂房不可以有开口，以避免风机从隔板6上方的开口吸入空气，造成从隔板6下方窗户吸入的空气量变少。

借此，隔板6上方的小部份热气与下工作区36内的大部份热气，即会经由散热空气的快速且顺畅的流动，由第一侧墙22朝向第二侧墙24的方向排出厂房2外部，以降低下工作区36的温度。

因此，本发明具有以下的优点：

1、本发明可以经由和缓顺畅的气流以阻挡厂房上方的热气下卷至下工作区，让下工作区的温度大幅下降，因此，不但能降低排气风扇的转速以节省电力的消耗、减少噪音的产生以提升作业环境质量，且能使下工作区内的作业人员在凉爽舒适的环境中作业，以提高工作效率，并避免因高温环境所产生的职业伤害。

2、本发明可利用隔板的长方形槽以容纳或安装天车或其他大型机具的顶部，因此，能有效增加厂房内可利用的空间。且由于长方形槽可以在隔板上设置复数个，即能使天车或是其他大型机具能依实际的需要而分别配置，以提高工作效率；再者，由于长方形槽的高度与长方形槽短方向的宽度是限制在一定的比例范围之内，则能有效的收纳隔板下方气流进入长方形槽所产生的回流泡，不致于让气流往长方形槽内偏入太多，并让隔板下方的气流能在不过度降低气流速度的情况之下，顺畅的越过长方形槽内的回流泡，以维持有效的通风散热效果。

3、本发明对于挑高厂房而言，经由隔板的有效长度限制，除了可以透过第二间隔的开放空间以容纳并放置较高的大型机器，借以增加可利用的空间之外，更可以避免隔板上、下方的空气气流产生交换现象，防止上方热气下卷至下工作区内，而能有效维持下工作区的通风散热效果。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种厂房空间散热结构，该厂房包括一屋顶及设于该屋顶下方且依序连续设置的一第一侧墙、一第三侧墙、一第二侧墙及一第四侧墙，该屋顶、该第一侧墙、该第三侧墙、该第二侧墙及该第四侧墙共同框围一室内空间，且该第一侧墙平行于该第二侧墙；其特征在于，该厂房空间散热结构包括：

一第一平台，其位于该厂房的室内空间中，该第一平台具有一第一端及反向于该第一端的一第二端，该第一平台的该第一端连接该第一侧墙的内墙面，供上、下区隔成一上回流区域及一下工作区，该第一平台的该第二端与该第二侧墙的内墙面之间具有一第一间隔；

至少一进气口，是以横向延伸的方式开设于该第一平台下方的该第一侧墙下半部；

至少一排气口，是以横向延伸的方式开设于该第二侧墙的下半部，且该至少一排气口的排气中心高度位置介于该至少一进气口的中心高度与顶端高度位置之间，供由该至少一进气口输入冷空气，再由该至少一排气口排出热空气；以及

一隔板，其定位于该屋顶与该第一平台之间，该隔板具有一第一端及反向于该第一端的一第二端，该隔板的该第一端连接该第一侧墙的内墙面，该隔板的长度大于或等于1/2该第一侧墙与第二侧墙之间的距离；该隔板的板面上具有至少一长方形槽，该任一长方形槽的长方向平行于该第一侧墙，且该长方形槽的高度为H，该长方形槽短方向的宽度为L，H≥0.1L。

2.如权利要求1所述的厂房空间散热结构，其特征在于，该第一平台具有一第三端及反向于该第三端的一第四端，该第三端连接该第三侧墙的内墙面，该第四端连接该第四侧墙的内墙面。

3.如权利要求1所述的厂房空间散热结构，其特征在于，还包括复数个通风口，该复数个通风口开设于该隔板与该屋顶之间，供排出该隔板与该屋顶之间的热气；该隔板具有一第一端及反向于该第一端的一第二端，该隔板的该第一端连接该第一侧墙的内墙面，该隔板的该第二端连接该第二侧墙的内墙面。

4.如权利要求1所述的厂房空间散热结构，其特征在于，该隔板具有一第一端及反向于该第一端的一第二端，该隔板的该第一端连接该第一侧墙的内墙面，该隔板的该第二端与该第二侧墙的内墙面之间具有一第二间隔，该第二间隔的长度小于该第一间隔的长度。

5.如权利要求3或4所述的厂房空间散热结构，其特征在于，该隔板具有一第三端及反向于该第三端的一第四端，该第三端连接该第三侧墙的内墙面，该第四端连接该第四侧墙的内墙面。

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