CN215446708U - Etfe膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置 - Google Patents

Etfe膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置 Download PDF

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易芹
王世晓
孟庆林
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Abstract

本实用新型提供了一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，一方面雾化颗粒在下落后凝结在ETFE膜采光顶的表面，逐渐形成较完整的水膜层，剧烈的蒸发散热而使水膜及周边空气保持较低的温度，不断吸收ETFE膜采光顶的热量，随着水膜的流动而被带走或者传入雾层空气中；另一方面，雾气遮挡了一部分太阳辐射，使得ETFE膜采光顶吸收的太阳辐射和透过ETFE膜采光顶进入场馆建筑室内中庭的太阳辐射进一步减少。

Description

ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置
技术领域
本实用新型涉及ETFE膜结构建筑技术领域，特别涉及一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置。
背景技术
乙烯—四氟乙烯共聚物(ETFE，Ethylene Tetra Fluoro Ethylene)是一种无色透明的颗粒状结晶体，它由生料挤压成型，是一种典型的非织物类膜材，为目前国际上最先进的薄膜材料，由ETFE膜制成的气枕及铝质支撑框架和钢结构可构成建筑物的屋面结构，屋面结构至少包括两层充气ETFE气枕，每层气枕根据建筑物热工要求，可包含2、3、4层或更多层ETFE膜，多层的气枕结构，一方面通过充气使得叶片内部具有一定的压力，从而抵抗外界荷载，如风、雨、雪等而引起的立面变形，另一方面，多层膜结构所形成的空气腔可以增加其热阻，提高膜层的保温性能。
而大型场馆建筑中的ETFE膜采光顶结构，在使用时由于太阳辐射热可以通过透明或半透明的ETFE气枕进入场馆中庭，被场馆内地板和墙面表面吸收以后通过对流和辐射的方式释放，从而提高了场馆内的温度，在冬季，这部分太阳辐射热减小了室内热负荷，减少了供暖能耗，然而，在夏季进入场馆内过多的太阳辐射热会导致夏季冷负荷极大增加，造成“阳光房”效应，最终导致大型场馆建筑高能耗及高运行费。
现有技术中，主要是通过在场馆内设置遮阳设备如折叠遮阳篷，或者在ETFE气枕表面设置反射斑点进行遮阳，这种做法对场馆内的空间美观和采光效果均造成不利影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，旨在有效降低采用ETFE膜采光顶的大型场馆建筑的能耗的同时，不影响场馆内的采光效果和空间美观。
为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案。
一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，所述ETFE膜采光顶包括气枕和用于连接相邻两所述气枕的节点槽，其特征在于，包括铺设于所述节点槽内的给水支管，连接各所述给水支管的供水主管，设置于供水主管进水端的水箱，用于将所述水箱中的水泵入供水主管的供水泵，靠近所述供水泵出水口处所设置的用于控制供水主管内水流断续的电磁阀，等间距地布置于每条节点槽上的至少两个以上的双通广角扇形喷嘴，环绕ETFE膜采光顶外边缘的排水环沟；节点槽内部中空，节点槽两侧的气枕边缘向节点槽倾斜与节点槽相配合形成排水沟，所述排水沟连通所述排水环沟；
所述双通广角扇形喷嘴包括与给水支管连通的竖管，与所述竖管成夹角并与其连通的一对斜管，每根所述斜管的末端侧壁的弧面上开设一横置的椭圆形切口，每一所述椭圆形切口分别朝向节点两侧的气枕上方，斜管中的液体从椭圆形切口以广角扇形形状喷出，并洒落气枕表面形成水膜。
上述技术方案，还可以作如下改进。
所述电磁阀为温控电磁阀，还包括布置于所述ETFE膜采光顶表面且连接并控制所述温控电磁阀启闭的温度传感器。
所述给水支管分为两组，包括布置于第奇数条所述节点槽中的奇行支管，以及布置于第偶数条所述节点槽中的偶行支管；所述供水主管分为两组，包括连接各所述奇行支管的奇行主管，以及连接各所述偶行支管的偶行主管；所述温控电磁阀设置两门，分别安装于所述奇行主管和所述偶行主管之上。
所述节点槽固定于场馆建筑屋顶主体钢管结构之上，其包括连接于所述主体钢管上的内部中空的型材，于所述型材顶部两侧边缘分别设置的用于固定所述气枕的ETFE膜夹持装置，设置于型材顶部的、位于两所述ETFE膜夹持装置之间为排水格栅板，固定于每一所述双通广角扇形喷嘴下方的所述排水格栅板表面的排水沟盖板，固定于所述排水沟盖板之上的T型支架板；型材的内部中空处作为于所述排水环沟相连通的排水沟，所述给水支管固定于所述T型支架板的翼板顶部中线上，于所述翼板的顶部、给水支管的旁侧铺设一用于容纳温度传感器信号线的集线管。
所述双通广角扇形喷嘴的所述竖管与所述斜管通过内螺纹管相连通，斜管能绕所述内螺纹管旋转。
本实用新型相对于现有技术，具有如下有益效果：
(1)从横置的椭圆形切口以扇形广角喷雾形状喷出的液体，在ETFE膜采光顶的上方形成水膜喷雾，实现了对太阳紫外线辐射的遮挡，从而隔绝了大部分热量。
(2)通过雾化颗粒洒落气枕表面被蒸发吸热，来为场馆隔绝热量；
(3)通过间断地控制电磁阀的启闭，即在气温高时启动电磁阀来为ETFE膜进行喷雾蒸发降温，在温度较低时则通过关闭电磁阀来停止喷水，更进一步地降低场馆的能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二的结构示意图；
图3为本实用新型所述ETFE膜采光顶长边的结构剖视图；
图4为本实用新型所述节点处的结构示意图；
图5为本实用新型所述双通广角扇形喷嘴的立体图；
其中：1、气枕；2、节点槽；21、型材；22、ETFE膜夹持装置；23、集线管；24、排水沟盖板；201、排水格栅板；202、T型支架板；3、排水环沟；4、给水支管；41、奇行支管；42、偶行支管；5、供水主管；51、奇行主管；52、偶行主管；6、水箱；7、供水泵；8、温控电磁阀；81、第一电磁阀；82、第二电磁阀；9、双通广角扇形喷嘴；91、竖管；92、斜管；93、椭圆形切口；94、内螺纹管；10、雨水管；11、排水沟；12、温度传感器；13、主体钢管结构；
应该理解的是，附图不一定是按比例绘制的。显而易见地,上述附图仅仅是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以如这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
下述实施例当中，楼宇自动化系统(BAS)属于现成的技术方案，本领域技术人员已经充分知晓，因此将不在实施例中对其进行具体的阐述。
实施例一
如图1和图3所示，本实用新型提供了一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，所述ETFE膜采光顶包括气枕1和用于连接相邻两所述气枕1的节点槽2，ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置还包括铺设于所述节点槽2内的给水支管4，连接各所述给水支管4的供水主管5，设置于供水主管5进水端的水箱6，用于将所述水箱6中的水泵入供水主管5的供水泵7，靠近所述供水泵7出水口处所设置的用于控制供水主管5内水流断续的温控电磁阀8，等间距地布置于每条节点槽2上的至少两个以上的双通广角扇形喷嘴9，环绕ETFE膜采光顶外边缘的排水环沟3；节点槽2内部中空，节点槽2两侧的气枕1边缘向节点槽2倾斜与节点槽2相配合形成排水沟11，所述排水沟11连通所述排水环沟3。
如图4所示，所述节点槽2固定于场馆建筑屋顶主体钢管结构13之上，其包括连接于所述主体钢管上的内部中空的型材21，于所述型材21顶部两侧边缘分别设置的用于固定所述气枕1的ETFE膜夹持装置22，设置于型材21顶部的、位于两所述ETFE膜夹持装置22之间为排水格栅板201，固定于每一所述双通广角扇形喷嘴9下方的所述排水格栅板201表面的排水沟盖板24，固定于所述排水沟盖板24之上的T型支架板202；型材21的内部中空处作为于所述排水环沟3相连通的排水沟11，所述给水支管4固定于所述T型支架板202的翼板顶部中线上，于所述翼板的顶部、给水支管4的旁侧铺设一用于容纳温度传感器12信号线的集线管23。
如图5所示，所述双通广角扇形喷嘴9包括与给水支管4连通的竖管91，与所述竖管91成夹角并与其连通的一对斜管92，每根所述斜管92的末端侧壁的弧面上开设一横置的椭圆形切口93，每一所述椭圆形切口93分别朝向节点两侧的气枕1上方，斜管92中的液体从椭圆形切口93以广角扇形形状喷出，并洒落气枕1表面形成水膜。
上述的温度传感器12、供水泵7、温控电磁阀8均接入场馆的楼宇自动化系统BAS，通过楼宇自动化系统BAS发出指令，使得温控电磁阀8能智能地根据ETFE膜采光顶的温度来启闭温控电磁阀8，具体运行逻辑如下。
ETFE膜采光顶表面的温度感应器，感应到达到35度，整栋楼的楼宇自动化系统(BAS)发出指令，供水泵7从水箱6中取水，启动温控电磁阀8，使得水通过供水主管5快速到喷头，然后通过万向调节组合式双通广角扇形喷嘴9喷出形成水膜喷雾，水吸收热量后蒸发冷却进一步形成雾化颗粒。
经过5分钟左右时间后，ETFE膜表面的温度感应器若检测到温度低于35度，楼宇自动化系统(BAS)发出指令，关闭温控电磁阀8停止喷淋以节省水资源。
实施例二
如图2和图3所示，本实用新型提供了一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，所述ETFE膜采光顶包括气枕1和用于连接相邻两所述气枕1的节点槽2，ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置还包括铺设于所述节点槽2内的给水支管4，连接各所述给水支管4的供水主管5，设置于供水主管5进水端的水箱6，用于将所述水箱6中的水泵入供水主管5的供水泵7，靠近所述供水泵7出水口处所设置的用于控制供水主管5内水流断续的温控电磁阀8，布置于所述ETFE膜采光顶表面且连接并控制所述温控电磁阀8启闭的温度传感器12，给水支管4分为两组，包括布置于奇数条所述节点槽2中的奇行支管41，以及布置于偶数条所述节点槽2中的偶行支管42；其中，供水主管5分为两组，包括连接各所述奇行支管41的奇行主管51，以及连接各所述偶行支管42的偶行主管52；所述温控电磁阀8设置两门，即第一电磁阀81和第二电磁阀82，分别安装于所述奇行主管51和所述偶行主管52之上。
如图4所示，节点槽2固定于场馆建筑屋顶主体钢管结构13之上，其包括连接于所述主体钢管上的内部中空的型材21，于所述型材21顶部两侧边缘分别设置的用于固定所述气枕1的ETFE膜夹持装置22，设置于型材21顶部的、位于两所述ETFE膜夹持装置22之间为排水格栅板201，固定于每一所述双通广角扇形喷嘴9下方的所述排水格栅板201表面的排水沟盖板24，固定于所述排水沟盖板24之上的T型支架板202；型材21的内部中空处作为于所述排水环沟3相连通的排水沟11，所述给水支管4固定于所述T型支架板202的翼板顶部中线上，于所述翼板的顶部、给水支管4的旁侧铺设一用于容纳温度传感器12信号线的集线管23。
如图5所示，所述双通广角扇形喷嘴9包括与供水主管5连通的竖管91，与所述竖管91成锐角并与其连通的一对斜管92，每根所述斜管92的末端侧壁的弧面上开设一横置的椭圆形切口93，每一所述椭圆形切口93分别朝向节点槽2两侧的气枕1上方，斜管92中的液体从椭圆形切口93以广角扇形形状喷出，并洒落气枕1表面形成水膜。
上述的温度传感器12、供水泵7、温控电磁阀8均接入场馆的楼宇自动化系统(BAS)，通过楼宇自动化系统(BAS)发出指令，使得温控电磁阀8能智能地根据ETFE膜采光顶的温度来启闭温控电磁阀8，具体运行逻辑如下。
ETFE膜采光顶表面的温度感应器，感应到达到35度，整栋楼的楼宇自动化系统(BAS)发出指令，供水泵7从水箱6中取水，仅启动第二电磁阀82，使得水通过偶行主管52快速到喷头，然后通过双通广角扇形喷嘴9喷出形成水膜喷雾，水吸收热量后蒸发冷却进一步形成雾化颗粒。
第二电磁阀82启动5分钟后停止10分钟，温度传感器12重新检测ETFE膜采光顶表面温度，如果温度还没低于35度，则继续启动第一电磁阀81，第一电磁阀81同样启动5分钟后停止10分钟，温度传感器12重新检测ETFE膜采光顶表面温度，若依旧高于35度，则一直同时启动第一电磁阀81和第二电磁阀82，温度传感器12每隔15分钟检测ETFE膜采光顶表面温度，直至ETFE膜采光顶表面温度低于35度后，同时关闭第一电磁阀81和第二电磁阀82。
上述各实施例中，如图5所示，双通广角扇形喷嘴9的所述竖管91与所述斜管92通过内螺纹管94相连通，斜管92能绕所述内螺纹管94旋转，通过调节斜管92与竖管91的夹角，使得椭圆形切口93所喷出的水雾角度可调节，形成万向调节组合式的双通广角扇形喷嘴9。
上述各实施例中，ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置一方面雾化颗粒在下落后凝结在ETFE膜采光顶的表面，逐渐形成较完整的水膜层，剧烈的蒸发散热而使水膜及周边空气保持较低的温度，不断吸收ETFE膜采光顶的热量，随着水膜的流动而被带走或者传入雾层空气中；另一方面，雾气遮挡了一部分太阳辐射，使得ETFE膜采光顶吸收的太阳辐射和透过ETFE膜采光顶进入场馆建筑室内中庭的太阳辐射进一步减少。
上述各实施例中，水箱6采用间歇喷水，动态补水，在关闭温控电磁阀8的间歇时间驱动供水泵7进行补水。所述水箱6内设置有液位传感器，当水位达到最高时，停止补水；当水位达到最低时，进行补水。此外，由于气枕1的顶部有弧度，水呈扇形喷出后能回流下来排入排水沟11后进入雨水管10，进入雨水回用系统，可用于地面冲洗和绿植灌溉。
以上对本实用新型进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (5)

1.一种ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，所述ETFE膜采光顶包括气枕(1)和用于连接相邻两所述气枕(1)的节点槽(2)，其特征在于，包括铺设于所述节点槽(2)内的给水支管(4)，连接各所述给水支管(4)的供水主管(5)，设置于供水主管(5)进水端的水箱(6)，用于将所述水箱(6)中的水泵入供水主管(5)的供水泵(7)，靠近所述供水泵(7)出水口处所设置的用于控制供水主管(5)内水流断续的电磁阀，等间距地布置于每条节点槽(2)上的至少两个以上的双通广角扇形喷嘴(9)，环绕ETFE膜采光顶外边缘的排水环沟(3)；节点槽(2)内部中空，节点槽(2)两侧的气枕(1)边缘向节点槽(2)倾斜与节点槽(2)相配合形成排水沟(11)，所述排水沟(11)连通所述排水环沟(3)；
所述双通广角扇形喷嘴(9)包括与给水支管(4)连通的竖管(91)，与所述竖管(91)成夹角并与其连通的一对斜管(92)，每根所述斜管(92)的末端侧壁的弧面上开设一横置的椭圆形切口(93)，每一所述椭圆形切口(93)分别朝向节点两侧的气枕(1)上方，斜管(92)中的液体从椭圆形切口(93)以广角扇形形状喷出，并洒落气枕(1)表面形成水膜。
2.根据权利要求1所述ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，其特征在于，所述电磁阀为温控电磁阀(8)，还包括布置于所述ETFE膜采光顶表面且连接并控制所述温控电磁阀(8)启闭的温度传感器(12)。
3.根据权利要求2所述ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，其特征在于，所述给水支管(4)分为两组，包括布置于第奇数条所述节点槽(2)中的奇行支管(41)，以及布置于第偶数条所述节点槽(2)中的偶行支管(42)；所述供水主管(5)分为两组，包括连接各所述奇行支管(41)的奇行主管(51)，以及连接各所述偶行支管(42)的偶行主管(52)；所述温控电磁阀(8)设置两门，分别安装于所述奇行主管(51)和所述偶行主管(52)之上。
4.根据权利要求1-3任一所述ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，其特征在于，所述节点槽(2)固定于场馆建筑屋顶主体钢管结构(13)之上，其包括连接于所述主体钢管上的内部中空的型材(21)，于所述型材(21)顶部两侧边缘分别设置的用于固定所述气枕(1)的ETFE膜夹持装置(22)，设置于型材(21)顶部的、位于两所述ETFE膜夹持装置(22)之间为排水格栅板(201)，固定于每一所述双通广角扇形喷嘴(9)下方的所述排水格栅板(201)表面的排水沟盖板(24)，固定于所述排水沟盖板(24)之上的T型支架板(202)；型材(21)的内部中空处作为于所述排水环沟(3)相连通的排水沟(11)，所述给水支管(4)固定于所述T型支架板(202)的翼板顶部中线上，于所述翼板的顶部、给水支管(4)的旁侧铺设一用于容纳温度传感器(12)信号线的集线管(23)。
5.根据权利要求4所述ETFE膜采光顶蒸发冷却降温隔热装置，其特征在于，所述双通广角扇形喷嘴(9)的所述竖管(91)与所述斜管(92)通过内螺纹管(94)相连通，斜管(92)能绕所述内螺纹管(94)旋转。
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