CN201165711Y - 活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构 - Google Patents

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CN201165711Y CNU2007201885559U CN200720188555U CN201165711Y CN 201165711 Y CN201165711 Y CN 201165711Y CN U2007201885559 U CNU2007201885559 U CN U2007201885559U CN 200720188555 U CN200720188555 U CN 200720188555U CN 201165711 Y CN201165711 Y CN 201165711Y
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李胜波
庄春龙
沈小东
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Abstract

本实用新型公开了活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，包括围护结构、室内空间，在围护结构或其保温层的外侧面，设置外层蒙皮，围护结构与外层蒙皮之间留有间隙，形成密闭空腔；在围护结构上或外层蒙皮上，设置换风装置；在外层蒙皮上和围护结构上设置有能够开闭的墙板进风口和墙板出风口。本实用新型的节能结构，热交换效率高；充分利用太阳能和空气的吸热、散热作用，在冬季利用太阳能对其内部进行加热升温、在夏季将太阳能挡在外面，能够使内部的温度在冬季高于室外温度、在夏季远低于室外温度，使人居住舒适，或使试验仪器、科学设备等在合适的温度范围内工作。

Description

活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构
技术领域
本实用新型涉及一种活动房、方舱的节能结构，尤其是能在冬季利用太阳能量对活动房、方舱内部进行加热升温、在夏季将太阳能量挡在活动房、方舱外以降低室内温度的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构。
背景技术
采用轻质保温材料作为围护结构的活动房和方舱等，具有轻质耐用、搭建迅速、移动方便等特点，可以供人居住，也可以将某些试验仪器、测量仪器、科学设备等置于其中，进行间断或不间断的试验、测量等。太阳能量对上述活动房、方舱的温度具有很大的影响：其表现为冬天温度低、夏天温度高；而人类适宜居住的温度范围是比较窄的，试验仪器、测量仪器、科学设备等都有一个使用温度范围的限制，故在冬天很大部分地区都要耗费能源对活动房、方舱内空气进行加热升温，在夏天又要耗费能源对活动房、方舱内空气进行降温，耗费了太多的煤炭、石油、天然气、电能或木材等能源，而上述能源大部分都是不可再生的，现在地球上的上述能源已经面临缺少、甚至枯竭的窘境，可供开采和使用的数量越来越少。同时，大量开采、使用上述能源已经对地球造成了很大的污染，使地球的年平均气温逐渐升高，对地球环境、人类、生物等都造成了灾难性的后果。
鉴于上述能源储藏数量的有限性、使用上述能源的日益匮乏将对地球环境、人类、生物等造成的灾难性后果，人们已经认识到要采用太阳能量来代替煤炭、石油、天然气、电能或木材等能源。在活动房、方舱或构筑物领域，主要途径之一就是要有效利用太阳能量，在冬季利用其对活动房、方舱内部进行加热升温、在夏季将太阳能量挡在活动房、方舱外防止室内温度太高，使在冬季少用或不用空调等加热升温、在夏季少用或不用空调等降温，以节省能源、保护环境。如名称为“储能空调房屋”、专利号为ZL200710063482.5的中国发明专利所公开的技术方案，在房屋地下室设置真空储能箱、循环泵、压缩机等装备，在室外的土层中设置冷凝器和沙石，使夏季的热能和冬季的冷气存储中转，夏季向房屋内送冷水降温、冬季向房屋内送热水升温；该种结构能部分利用太阳能，利用真空储能箱、循环泵、压缩机等将热能储备，但该种结构本身需要耗费较多的电能，需要的制冷物质本身对大气层的臭氧具有较大的破坏作用，故该种结构的应用将受到很大的限制，其储能效果也不理想。
发明内容
本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种热交换效率高、在冬季利用太阳能量对活动房、方舱内部进行加热升温、在夏季将太阳能量挡在活动房、方舱外以降低室内温度的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构。
本实用新型的技术方案：活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，包括活动房、方舱围护结构、室内空间，其特征在于：在活动房、方舱围护结构或其保温层外侧面，设置外层蒙皮，围护结构与外层蒙皮之间留有间隙，形成密闭空腔；在活动房、方舱围护结构上或外层蒙皮上，设置抽(换)风装置，以使空腔内的空气流动；在外层蒙皮上设置有能够开闭的墙板进风口和墙板出风口；在活动房、方舱围护结构上设置有能够开闭的墙体进风口和墙体出风口；
更进一步的特征是：在活动房、方舱围护结构保温层外侧面与外层蒙皮之间设置隔断板，隔断板将空腔内的空间隔离成气体空气通道以增加空气流通距离。
本实用新型的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，相对于现有技术，具有如下特点：
1、热交换效率高；充分利用太阳能量和空气的吸热、散热作用，高效利用太阳能量；
2、在冬季利用太阳能量对活动房、方舱内部进行加热升温、在夏季将太阳能量挡在活动房、方舱外，能够使活动房、方舱内部的温度在冬季远远高于室外温度、在夏季远远低于室外温度，使人居住舒适，或使试验仪器、测量仪器、科学设备等在合适的温度范围内工作。
3、消耗很小的电能就能达到使用空调的调温效果，节能效果非常明显；对环境的保护作用很明显。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型隔板(件9)形成的气体通道(件10)结构图；
图3是本实用新型第一种使用状态示意图；
图4是本实用新型第二种使用状态示意图；
图5是本实用新型第三种使用状态示意图；
图6是本实用新型的围护结构(件1)的另一种结构简图。
具体实施方式
如图1、2、3、4中，1-围护结构，2-外层蒙皮，3-空腔，4-换风装置，5-进风口，6-出风口，7-墙体进风口，8-墙体出风口，9-隔断板，10-气体通道，11-室内空间，15-透明塑料板，16-储热材料层；
本实用新型的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，包括活动房、方舱的围护结构1，室内空间11；在活动房、方舱的围护结构1外面或围护结构1的保温层外面，设置外层蒙皮2，活动房、方舱围护结构1与外层墙板外层蒙皮2之间留有间隙，形成密闭的或相对封闭的空腔3。活动房、方舱围护结构1是普通的活动房、方舱的围护结构，指其墙壁、屋顶、地板、门窗等，也可以是建筑材料制作的外墙，包括方舱、活动房、房屋等的外墙，在围护结构1内形成室内空间11；外层蒙皮2最好是金属板，以使其具有良好的吸收太阳能量的作用和高导热系数，从成本、安装等角度考虑，最好是铁板(或铁皮)、钢板或铝板等；在活动房、方舱围护结构1设置外层蒙皮2时，可以避开活动房、方舱围护结构1原有的窗户、门、透气孔、采光孔等，外层蒙皮2也可以设置在活动房、方舱围护结构1的全部外表面或部分表面上；在活动房、方舱围护结构1上或外层蒙皮2上或空腔3内，设置换风装置4，以抽动空腔3内的空气，使空腔3内的空气流动。换风装置4是排风、送风装置，如电扇、排风扇等，由电或太阳能带动其转动，其转动时对空腔3内的空气产生抽动作用。
在外层蒙皮2上设置有能够开闭的进风口5和出风口6，进风口5和出风口6能根据需要打开或关闭，采用自动或手动打开和关闭的方式均可；进风口5作为外部空气进入空腔3的进口，出风口6作为空腔3或活动房、方舱围护结构1内的空气的排出口；在活动房、方舱围护结构1上设置有能够开闭的墙体进风口7和墙体出风口8，墙体进风口7作为空腔3内的空气进入活动房、方舱室内空间11的进口，墙体出风口8作为室内空间11的空气排出外部的出口。启动换风装置4，在换风装置4的抽动作用下，外部的空气从进风口5进入，在空腔3内流动，从墙体进风口7进入室内空间11内或经出风口6排出。
为了使空腔3内的空气与外层蒙皮2进行充分的热交换，在空腔3内设置一块或一块以上的多块隔断板9，隔断板9设置在活动房、方舱围护结构1与外层蒙皮2之间，将空腔3内的空间隔离成回转式的气体通道10，气体在气体通道10内流动，使气体在空腔3内的流动路程延长，气体与外层蒙皮2进行充分的热交换，达到良好的热交换效果。
如图3所示的本实用新型第一种使用状态下，是在冬天或自然环境温度空气温度较低，但有强烈太阳光照射，空腔3温度明显高于室内温度；此时，开启外层蒙皮上的进风口5、墙体进风口7和换风装置4，关闭出风口6，启动换风装置4向室内11送风，外部的空气从外层蒙皮的进风口5进入空腔3内，在气体通道10内流动，从墙体进风口7进入室内空间11内。由于外层蒙皮2能吸收太阳能量，空腔3与气体通道10内流动的空气进行较长时间的热交换，能加热空气，使从墙体进风口7进入室内空间11的气体温度显著升高，加热活动房、方舱围护结构1及其室内空间11的空气，起到了在冬季利用太阳能力升高活动房、方舱围护结构1及室内空间11内空气温度的作用。
如图4所示的本实用新型第二种使用状态下，自然环境温度很低，但有强烈太阳光照射的情况下，只需要循环室内空间11的气体；关闭进风口5、出风口6，打开墙体进风口7、墙体出风口8，启动换风装置4向室内11送风，使室内空间11内的空气通过墙体进风口7与墙体出风口8，在空腔3内循环，达到提高室内空气温度目的。
如图5所示的本实用新型第三种使用状态下，是在温度较高的夏季，需要将太阳光的能量遮挡，减少热量进入活动房、方舱围护结构1及室内空间11。此时，打开进风口5和出风口6，关闭墙体进风口7、墙体出风口8，启动抽风装置4向外部排风，外部的空气从进风口5进入空腔3内，在气体通道10内流动，最后从出风口6排出。由于外层蒙皮2遮挡了太阳光并吸收太阳能量，使太阳光不能直接照射到活动房、方舱围护结构1上，就能使活动房、方舱围护结构1的温度不容易升高；同时，外层蒙皮2与气体通道10内流动的空气进行较长时间充分的热交换，气体通道10内流动的空气能将外外层蒙皮2吸收的热量带走，大幅度减少热量进入室内，使活动房、方舱室内空间11保持较低的温度，起到了在夏季防止太阳能量升高活动房、方舱围护结构1及室内空间11内温度的作用。
如图6所示，为了增强吸热或隔热效果，可以在外层蒙皮2外侧全部或部分设置透明塑料板15或透明塑料膜的方式，可以大幅度增强外层蒙皮在寒冷环境下对太阳光的集热效果。塑料膜或塑料板可以是可拆装或遮挡的，以避免夏季过热。
同时，可以在活动房、方舱围护结构1或围护结构1内侧面或外侧面上，设置储热材料层16，使其具有良好的保温储能效果；或者活动房、方舱围护结构1或围护结构采用含有相变材料的建筑材料。具体可参见名称为“含有相变材料的轻质节能复合板”、专利号为ZL200620111290.8的中国实用新型专利所公开的技术内容。
在上述几种使用状态下，都是启动抽风装置4而消耗有限的电能，而抽风装置4的功率通常都比较小，其消耗的电能都是较小的，真正达到了消耗很小的电能就能在冬季升高活动房、方舱围护结构1或其围护结构及室内空间11内空气温度、在夏季防止太阳能量升高活动房、方舱围护结构1或其围护结构及室内空间11内温度的作用，具有良好的节能效果。

Claims (5)

1、活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，包括围护结构(1)、室内空间(11)，其特征在于：在围护结构(1)或围护结构(1)的保温层外面，设置外层蒙皮(2)，围护结构(1)与外层蒙皮(2)之间留有间隙，形成密闭空腔(3)；在围护结构(1)上或外层蒙皮(2)上，设置抽风装置(4)，以使空腔(3)内的空气流动；在外层蒙皮(2)上设置有能够开闭的进风口(5)和出风口(6)；在围护结构(1)上设置有能够开闭的墙体进风口(7)和墙体出风口(8)。
2、根据权利要求1所述的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，其特征在于：在围护结构(1)与外层蒙皮(2)之间设置隔断板(9)，隔断板(9)将空腔(3)内的空间隔离成气体通道(10)。
3、根据权利要求1或2所述的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，其特征在于：外层蒙皮(2)设置在围护结构(1)或围护结构(1)的保温层的全部外表面或部分表面上。
4、根据权利要求1或2所述的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，其特征在于：所述的外层蒙皮(2)是金属板；在外层蒙皮(2)上全部或部分设置透明塑料板(15)。
5、根据权利要求4所述的活动房及方舱利用太阳能的自适应节能结构，其特征在于：所述的外层蒙皮(2)是铁板；在活动房、方舱围护结构(1)的内侧面上，设置储热材料层(16)。
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