CN220036301U - 一种基于辐射制冷膜的帐篷 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及户外用品技术领域，具体公开一种基于辐射制冷膜的帐篷，包括：帐篷主体，所述帐篷主体包括底板和若干制冷篷布组件，各所述制冷篷布组件和所述底板包围形成具有若干洞口的帐内空间；所述制冷篷布组件包括支撑基板、贴附在所述支撑基板上的辐射制冷膜以及位于所述辐射制冷膜远离所述支撑基板一侧的外层保护膜；若干遮光篷布组件，每一所述洞口均设有一所述遮光篷布组件；其中，所述遮光篷布组件具有遮盖对应的所述洞口的放下状态，以及具有打开对应的所述洞口的收起状态。本实用新型提供的基于辐射制冷膜的帐篷，能有效解决现有帐篷必须使用电能才能使帐内温度下降的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及户外用品技术领域，尤其涉及一种基于辐射制冷膜的帐篷。
背景技术
近年来，野餐和露营益趋流行，帐篷已经是户外活动热爱者的必备物品之一。
由于帐篷常用于户外环境，其对防晒隔热性能的要求较高。部分帐篷会采用喷涂防晒隔热防水涂料或者使用双层篷布结构等方式实现防晒隔热，以尽量避免帐篷内的温度过高的情况。
然而，这些方式只能在一定程度上延缓帐篷内温度的上升，并不能对帐篷进行冷却，时间长了以后，帐篷内的温度终究会上升至与外界环境相近。
为了实现主动冷却降温，部分帐篷会加装空调等制冷设备，消耗电能来实现帐篷内的主动降温，但这样的方式不仅耗费电能，且制冷设备质量较大，不便携带。
近年来，通过纳米结构和超材料进行辐射制冷的概念和特性已得到深入研究和实验证明。该技术的关键在于尽量减少系统的热辐射吸收的同时做好隔热绝热，在此基础上通过纳米结构和超材料增加系统的对外热辐射，最终让系统一直处于冷却降温的状态，实现降温。基于辐射制冷技术得到的辐射制冷膜是近年来辐射制冷领域新的突破，辐射制冷膜具有柔性好、寿命长、可被动降温等优点。
然而，该辐射制冷膜尚未被使用在帐篷产品中，因此，需要对现有帐篷进行改进，以解决其必须使用电能才能使帐内温度下降的问题。
本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于，提供一种基于辐射制冷膜的帐篷，能有效解决现有帐篷必须使用电能才能使帐内温度下降的问题。
为达以上目的，本实用新型提供一种基于辐射制冷膜的帐篷，包括：
帐篷主体，所述帐篷主体包括底板和若干制冷篷布组件，各所述制冷篷布组件和所述底板包围形成具有若干洞口的帐内空间；所述制冷篷布组件包括支撑基板、贴附在所述支撑基板上的辐射制冷膜以及位于所述辐射制冷膜远离所述支撑基板一侧的外层保护膜；
若干遮光篷布组件，每一所述洞口均设有一组所述遮光篷布组件；
其中，所述遮光篷布组件具有遮盖对应的所述洞口的放下状态，以及具有打开对应的所述洞口的收起状态。
可选的，所述支撑基板为亚克力板。
可选的，所述制冷篷布组件为矩形平板结构，且所述制冷篷布组件的数量为两组；
两所述制冷篷布组件呈Λ型结构排布。
可选的，所述Λ型结构的两端各设有一个所述洞口，每一所述洞口处的遮光篷布组件包括两块呈直角三角形结构的遮光布；
每一所述遮光布的斜边位置与一组所述制冷篷布组件连接。
可选的，所述制冷篷布组件为上窄下宽的弧形板结构；
各所述弧形板结构配合所述底板包围形成半球状的所述帐内空间，其中，至少一组所述制冷篷布组件上设有所述洞口。
可选的，相邻两所述制冷篷布组件之间设有一根弧形骨架。
可选的，所述底板的上方设有圆形天窗；
各所述根弧形骨架的下端和各所述制冷篷布组件的下端均固定于所述底板的边沿位置，各所述根弧形骨架的上端和各所述制冷篷布组件的上端均固定于所述圆形天窗的边沿位置。
可选的，所述圆形天窗为透明结构。
可选的，所述制冷篷布组件为三角形平板结构，且所述制冷篷布组件的数量为四组；
四组所述制冷篷布组件呈金字塔形状排布。
可选的，至少一组所述制冷篷布组件设有所述洞口。
本实用新型的有益效果在于：提供一种基于辐射制冷膜的帐篷，在自身辐射散热的特性下，辐射制冷膜可以通过红外辐射的方式，将帐内空间的热量向外辐射，进而使得帐内空间的温度降低，且整个过程无需使用电能，故能有效解决现有帐篷必须使用电能才能使帐内温度下降的问题，达到环保节能的效果；
进一步地，将辐射制冷膜贴附于支撑基板上，可以保证辐射制冷膜处于辐射面积最大化的平整张开状态，进而最大化冷却降温效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为实施例提供的Λ型帐篷的结构示意图；
图2为实施例提供的圆顶帐篷的结构示意图；
图3为实施例提供的金字塔帐篷的结构示意图
图4为实施例提供的制冷篷布组件的结构示意图；
图5为应用实例1的温度对比折线图；
图6为应用实例1的空气湿度及太阳光照度变化曲线图；
图7为应用实例2的温度对比折线图；
图8为应用实例2的空气湿度及太阳光照度变化曲线图。
图中：
1、帐篷主体；101、底板；102、制冷篷布组件；1021、支撑基板；1022、辐射制冷膜；1023、外层保护膜；103、洞口；104、圆形天窗；105、弧形骨架；
2、遮光篷布组件；201、遮光布。
具体实施方式
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。
以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
实施例1
本实施例提供一种基于辐射制冷膜的帐篷，适用于野餐或者露营等户外活动场景，其无需使用电能即可使帐内降温，进而解决现有帐篷必须使用电能才能使帐内温度下降的问题，具有环保节能的优点。
参见图1～图3，本实施例中，基于辐射制冷膜的帐篷包括帐篷主体1和若干遮光篷布组件2。其中，所述帐篷主体1包括底板101和若干制冷篷布组件102，各所述制冷篷布组件102和所述底板101包围形成具有若干洞口103的帐内空间；参见图4，所述制冷篷布组件102包括支撑基板1021、贴附在所述支撑基板1021上的辐射制冷膜1022以及位于所述辐射制冷膜1022远离所述支撑基板1021一侧的外层保护膜1023；
其中，每一所述洞口103均设有一组所述遮光篷布组件2；进一步地，所述遮光篷布组件2具有遮盖对应的所述洞口103的放下状态(如图1和图2所示)，以及具有打开对应的所述洞口103的收起状态(如图3所示)。
需要说明的是，所述洞口103可以为供用户进出帐内空间的门洞，也可以为用于采光通风的窗洞的等，本实施例对此不作限定。
具体地，根据制冷篷布组件102数量和排布形状的不同，可以分为以下三种形式：
(1)Λ型帐篷
如图1所示，所述制冷篷布组件102为矩形平板结构，且所述制冷篷布组件102的数量为两组；两所述制冷篷布组件102呈Λ型结构排布。
进一步地，所述Λ型结构的两端各设有一个所述洞口103，每一所述洞口103处的遮光篷布组件2包括两块呈直角三角形结构的遮光布201；每一所述遮光布201的斜边位置与一组所述制冷篷布组件102连接。
可选的，两块遮光布201相对的直角边之间可以使用一根拉链连接，以便两遮光布201之间进行开合，每一遮光布201与底板101相对的直角边可以使用另一根拉链连接，以便遮光布201与底板101之间进行开合。
可选的，于一些其它实施例中，所述遮光布201上面也可以贴附辐射制冷膜，以进一步提高降温效果，本实用新型对此不作限定。
(2)圆顶帐篷
如图2所示，所述底板101的上方设有圆形天窗104，所述制冷篷布组件102为上窄下宽的弧形板结构；各所述弧形板结构配合所述底板101包围形成半球状的所述帐内空间，其中，至少一组所述制冷篷布组件102上设有所述洞口103。
可选的，相邻两所述制冷篷布组件102之间设有一根弧形骨架105，用于从侧面固定所述制冷篷布组件102。
具体地，各所述根弧形骨架105的下端和各所述制冷篷布组件102的下端均固定于所述底板101的边沿位置，各所述根弧形骨架105的上端和各所述制冷篷布组件102的上端均固定于所述圆形天窗104的边沿位置。
可选的，为方便帐内空间采光，可以将所述圆形天窗104设置为透明结构；当然，也可以将所述圆形天窗104设置为非透明结构，本实施例对此不作限定。
(3)金字塔帐篷
如图3所示，所述制冷篷布组件102为三角形平板结构，且所述制冷篷布组件102的数量为四组；四组所述制冷篷布组件102呈金字塔形状排布。其中，至少一组所述制冷篷布组件102设有所述洞口103。
需要说明的是，辐射制冷具体指使温度较高的物体向外界辐射能量以降低温度的方法。辐射制冷膜1022则是一种利用纳米结构或者超材料等实现辐射制冷，以达到无功耗冷却效果的制冷产品，简而言之，在某个物体上贴附辐射制冷膜1022后，辐射制冷膜1022即可通过辐射的方式将该物体上的热能逐渐向外传递，最终实现无功耗制冷的被动降温效果，辐射制冷膜1022的具体制冷原理以及结构属于现有技术，其并非本实用新型的重点，故不作赘述。
本实施例中，在自身辐射散热的特性下，辐射制冷膜1022可以通过红外辐射的方式，将帐内空间的热量辐射至帐外中，进而使得帐内空间的温度降低，且整个过程无需使用电能，故能有效解决现有帐篷必须使用电能才能使帐内温度下降的问题，达到环保节能的效果；
进一步地，将辐射制冷膜1022贴附于支撑基板1021上，可以保证辐射制冷膜1022处于辐射面积最大化的平整张开状态，进而最大化冷却降温效率。
可选的，所述支撑基板1021和底板101可以为PE板、PP板或者亚克力板等，本实施例对此不作限定。
可选的，所述制冷篷布组件102可以使用牛津布、PVC布料或者尼龙绸等常见帐篷材料制成。
可选的，所述圆形天窗104为透明结构时，可以使用玻璃或者亚克力板等材料制成；圆形天窗104为非透明结构时，可以为辐射制冷膜1022。
可选的，所述弧形支架可以使用木、铁、铝合金、不锈钢或者新型复合材料等刚性材料制成。
本实施例提供的基于辐射制冷膜的帐篷，具备以下优点：
①使用辐射制冷膜1022实现帐内温度的被动式无功耗降温，无需使用电能即可降低帐内温度，具有环保节能的优点；
②辐射制冷膜1022轻薄，对基于辐射制冷膜的帐篷的重量影响不大；
③辐射制冷膜1022耐腐蚀性较好且使用寿命较长，有利于延长基于辐射制冷膜的帐篷的使用寿命。
实施例2
本实施例针对实施例1中的基于辐射制冷膜的帐篷进行辐射制冷功率的计算说明：
辐射制冷膜的结构主要包括柔性聚合物层、反射层以及发射层等。制冷原理是通过反射层(一般为高反射率的Ag或者Al等金属)对阳光进行反射和通过发射层(光学超表面阵列结构，超材料，多层膜等技术)进行热量辐射，在红外波段向外界辐射能量，进而将膜下的帐内空间的温度降低。辐射制冷膜的具体制冷原理以及结构属于现有技术，其并非本实用新型的重点，故不作赘述。
基于辐射制冷膜的帐篷通过向外辐射热量，将帐内温度降低，根据其单位面的辐射功率密度P(由辐射制冷膜本身性质及天气条件所决定，单位一般使用为W/m2)，通过其表面积S来控制其总的制冷功率E，具体计算公式为：E＝P×S；
假设帐内空间的体积为V，则单位体积的制冷功率PV为：PV＝E/V；
在基于辐射制冷膜的帐篷的热隔绝性能相对不错的情况下，基于辐射制冷膜的帐篷的内外温差ΔT是评估辐射制冷膜的制冷效果的最重要参数之一，具体计算公式为：
其中，外界空气的温度为Tout，帐内空间的最终温度为Tin，光吸收和热传导吸收的热量为Q1，热传导辐射的热量为Q2，辐射制冷膜对外辐射的热量为Q3(升温则为正，降温则为负)，帐内空间的空气比热容为c，例如空气(c＝1.004kJ/(kg·K)(标准空气状态下))，m为帐内空间的空气质量。
从方程(1)中可以看出当辐射制冷膜对外辐射的热量大于帐内空气吸收的热量时，就能够使帐内温度降低。所以提高基于辐射制冷膜的帐篷的降温性能有以下几个手段：
1)尽可能减少热量交换；
2)减少热量的吸收(包括减少光吸收和外壳热传导吸收)；
3)增加辐射的热量(湿度低且晴天条件下，薄膜的效率更高)。
基于辐射制冷膜的帐篷的一个关键功能是无电制冷，在不消耗其他能量的条件下，通过辐射制冷膜向外辐射，实现降温的功能。由于辐射制冷膜的功率固定，提高制冷效果，主要是需要使用良好的传导介质，在这种情况下，在保证了隔热的前提下，应当尽可能的增加辐射的效率。
基于上述原理，本实施例使用辐射制冷膜(可选为聚合物超表面结构的柔性辐射制冷膜)为基础设计了不同结构形式的基于辐射制冷膜的帐篷来达到不同程度的被动降温效果；目前根据实验结果表明，日间实验测试可以实现比一般帐篷低10℃(在环境温度36℃，光照度900W/m2，湿度50％RH)，由上述公式(E＝P×S)可知辐射制冷膜的总制冷功率E与辐射制冷膜的面积S成正比，在一定范围内，面积越大，则总制冷功率越大，且实现更加稳定的被动降温效果。
实施例3
应用实例1：有无辐射制冷膜对降温的影响研究
为了验证辐射制冷膜的降温能力，进行了应用实例1的研究实验，试验情况说明：
①第一个Λ型帐篷(作为应用实例1的普通帐篷)的长方形面不使用辐射制冷膜，而是在织物布料上喷涂PU涂层(聚氨酯涂层)，三角形面不设置遮光篷布组件进行遮挡；
②第二个Λ型帐篷的长方形面在织物布料上覆盖辐射制冷膜(作为应用实例1的制冷膜帐篷)，三角形面不覆盖任何东西；
③用空心纸箱将普通帐篷和制冷膜帐篷均抬升至距离地面3cm，减少来自地面的热传导；实验在辐射制冷膜向着天空无遮挡的环境下进行。
7月20日，在广东省东莞市的北京时间12：30，将鑫思特热电偶HT-9815(仪器误差为±0.1℃)的探头分别在两个帐篷内放置并贴着帐篷，外界温度用小米蓝牙温度计测量得维持在36℃，湿度用希玛(SMART SENSOR)高精度快速反应温湿度计测量50％，光照度用光照仪(仪器误差为±0.1W/m2)测量800-930W/m2范围内，每隔两分钟记录热电偶温度，记录60分钟，将获得数据经过处理后，获得图5所示的温度随时间变化曲线图。
参见图5，实验结果表明，制冷膜帐篷降温效果比较明显，降温能力强，与普通帐篷相比，温差最高可达到4.3℃，并且能够将内部温度比外界温度降低2℃。由图5可知，温差在40分钟后达到最大，后面趋于稳定，制冷膜帐篷一直处于降温状态，而普通帐篷则一直在升温。由图6可知，实验时的光照度和湿度虽有波动，但整体波动幅度不大，属于可接受的稳定状态。
应用实例2：支撑基板对降温的影响研究
支撑基板虽然可以对辐射制冷膜起支撑塑形作用，但支撑基板通常也存在一定的隔热特性，会阻碍热量的传递，为了验证支撑基板的隔热作用是否会使得辐射制冷膜的降温作用失效，进行了应用实例2的实验研究：
①第一个Λ型帐篷(作为应用实例2的普通帐篷)的长方形面不使用辐射制冷膜，而是在织物布料上喷涂PU涂层(聚氨酯涂层)，三角形面不设置遮光篷布组件进行遮挡；
②第二个Λ型帐篷的长方形面在0.1mm厚的亚克力板上覆盖辐射制冷膜(作为应用实例2的制冷膜帐篷)，三角形面不覆盖任何东西；
③用空心纸箱将普通帐篷和制冷膜帐篷均抬升至距离地面3cm，减少来自地面的热传导；实验在辐射制冷膜向着天空无遮挡的环境下进行。
7月21日，在广东省东莞市12：30，将鑫思特热电偶HT-9815(仪器误差为±0.1℃)的探头分别在两个帐篷内放置并贴着帐篷，外界温度用小米蓝牙温度计测量得维持在39℃，湿度用希玛(SMART SENSOR)高精度快速反应温湿度计测量45％，光照度用光照仪(仪器误差为±0.1W/m2)测量900-930W/m2范围内，每隔两分钟记录热电偶温度，记录30分钟，将获得数据经过处理后，获得图7所示的温度随时间变化曲线图。
实验结果表明，使用亚克力板能隔绝热量，更好地实现降温效果，制冷薄膜帐篷从39℃到47℃后达到稳定，普通帐篷从39℃到58℃达到温度，温差高达11℃。根据图7可知，本次实验在第5分钟的时候就已经出现较大的温差，待两个帐篷温度达到稳定时，只用了10分钟，温差便达到最大。图8可知，实验时光照度和湿度也处于相对稳定状态。
综上，通过上述的实验结果，足以验证本实用新型提供的基于辐射制冷膜的帐篷的可行性和被动降温的有益效果真实性，已经证明了在没有消耗能源和外加制冷剂等主动制冷方式的条件下，基于辐射制冷膜的帐篷的设计能够实现有效的防晒降温效果。这种具有新功能的基于辐射制冷膜的帐篷的使用，在不同的热场景中，具有多元化应用的可能，能在温度控制这一领域中能够发挥出重大的作用，极具发展前景。此外，这项工作为户外作业和旅游休闲提供了一种值得思考的方向。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，包括：
帐篷主体，所述帐篷主体包括底板和若干制冷篷布组件，各所述制冷篷布组件和所述底板包围形成具有若干洞口的帐内空间；所述制冷篷布组件包括支撑基板、贴附在所述支撑基板上的辐射制冷膜以及位于所述辐射制冷膜远离所述支撑基板一侧的外层保护膜；
若干遮光篷布组件，每一所述洞口均设有一组所述遮光篷布组件；
其中，所述遮光篷布组件具有遮盖对应的所述洞口的放下状态，以及具有打开对应的所述洞口的收起状态。
2.根据权利要求1所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述支撑基板为亚克力板。
3.根据权利要求1或2所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述制冷篷布组件为矩形平板结构，且所述制冷篷布组件的数量为两组；
两所述制冷篷布组件呈Λ型结构排布。
4.根据权利要求3所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述Λ型结构的两端各设有一个所述洞口，每一所述洞口处的遮光篷布组件包括两块呈直角三角形结构的遮光布；
每一所述遮光布的斜边位置与一组所述制冷篷布组件连接。
5.根据权利要求1或2所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述制冷篷布组件为上窄下宽的弧形板结构；
各所述弧形板结构配合所述底板包围形成半球状的所述帐内空间，其中，至少一组所述制冷篷布组件上设有所述洞口。
6.根据权利要求5所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，相邻两所述制冷篷布组件之间设有一根弧形骨架。
7.根据权利要求6所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述底板的上方设有圆形天窗；
各所述根弧形骨架的下端和各所述制冷篷布组件的下端均固定于所述底板的边沿位置，各所述根弧形骨架的上端和各所述制冷篷布组件的上端均固定于所述圆形天窗的边沿位置。
8.根据权利要求7所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述圆形天窗为透明结构。
9.根据权利要求1或2所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，所述制冷篷布组件为三角形平板结构，且所述制冷篷布组件的数量为四组；
四组所述制冷篷布组件呈金字塔形状排布。
10.根据权利要求9所述的基于辐射制冷膜的帐篷，其特征在于，至少一组所述制冷篷布组件设有所述洞口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320220488.3U CN220036301U (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种基于辐射制冷膜的帐篷 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320220488.3U CN220036301U (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种基于辐射制冷膜的帐篷 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220036301U true CN220036301U (zh) | 2023-11-17 |
Family
ID=88743767
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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-
2023
- 2023-02-15 CN CN202320220488.3U patent/CN220036301U/zh active Active
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