TWI798014B - 廠房散熱結構 - Google Patents

Abstract

一種廠房散熱結構，其廠房之第一側牆平行第二側牆，且屋頂與四個側牆共同框圍一室內空間；第一側牆之下半部設有橫向延伸之至少一進氣口，第二側牆之下半部設有橫向延伸之至少一排氣口，供由至少一進氣口輸入冷空氣，再由至少一排氣口排出熱空氣；廠房散熱結構包括複數個氣流控制板，複數個氣流控制板以至少一進氣口朝向至少一排氣口之方向間隔排列，複數個氣流控制板分別為屋頂向下延伸之長形片，複數個氣流控制板之間分別形成一長形槽，長形槽之長方向平行第一側牆，且長形槽之短方向寬度為L，長形槽之高度為H，H≧0.1L。

Description

廠房散熱結構

本創作係有關一種廠房散熱結構，尤指一種可以有效排除工廠或農舍廠房內之熱氣者。

對於高度在6m以下的中小型廠房而言，為了加強散熱效果，一般是在廠房之屋頂設有多個自旋扇，以排出熱氣並擋雨；或是在廠房內工作區作業人員的上方懸掛一系列風扇，或在低於人身高度處擺放一系列風扇，以期望能排出熱氣並吹拂人身以進行散熱。而對於大型廠房，例如高15m、寬50m、長200m的廠房而言，其所採用的自然通風，通常是在廠房之上方設有加高之太子樓，太子樓之兩側分別具有開啟之側窗，廠房下方之工作區具有側窗以進氣，且特別將廠房之屋頂拉高，以減小屋頂輻射熱的影響。

然而，傳統散熱方法因為沒有處理流體流動的細節，容易在室內形成大區塊的迴流區與/或低速區，在這些區域的污染物濃度較高；而由於作業員容易有幾乎無風、悶熱的感覺，所以直覺式的會以加大風量或增加風扇數目的方式處理，但是其效果不佳、耗費能源且會增大噪音，且作業員在長時間受到高速氣流的衝擊是不舒服的。再者，由於太子樓側窗或是屋頂自旋扇的開口面積不足或分佈不佳，廠房內之大部份熱氣並無法有效排除，會在廠房內部形成大迴流泡，將上方熱氣捲至下方工作區，造成工作區之溫度上升。此時，廠房外部空氣受到廠房內部熱氣之浮力牽引，在進入廠房下方兩邊側窗之後，由於大迴流泡之影響，即會很快的就轉折向上。因此，除了兩側窗附近短短的距離內，作業人員有一些涼爽感覺之外，廠房內部的大部份區域都是悶熱的。縱然是使用大量的風扇吹拂，也祇是將熱氣從風扇背面吸入，再從風扇前面吹出，仍無法解決因為下方大部份工作區溫度上升，造成作業人員之不舒適感，從而使工作效率下降，甚至產生職業傷害之問題。

因此，如中華民國發明公告第I659145號之「廠房散熱結構」與美國公告第US6,321,687之「Individual room duct and ventilation system for livestock production building」專利案即分別提出一種解決之方案，以適用於人員作業與畜牧生產，例如：雞舍、豬舍的通風工廠。其中，第I659145號案主要是在一第一平台與一第二平台之間形成一間隔，藉以讓廠房外之空氣分別由相對的兩個進氣口分別進入第一、第二下工作區之中，再經由熱浮力作用讓熱氣通過兩個平台之間的間隔以向上流動，由出氣口向外排出以進行散熱。而第US6,321,687案則主要是以垂直流場為主，以達到畜牧生產大樓內部之通風效果。

惟，在兩個相對平台之間形成間隔，並在兩個相對平台分別連接的兩個側牆之下半部分別設有進氣口的廠房結構，雖然可以在兩個進氣口同時進氣，並經由熱浮力之作用以達到散熱之效果；但此種「雙平台」之結構，由於兩個平台之間的間隔寬度較小，對於高度大於「雙平台」高度的天車或是其他大型機具而言，其擺放數量與位置會受到較大的限制；而如第US6,321,687案之可以產生「垂直流場」之配置，其整體結構較為複雜。有鑑於此，為了提供一種有別於習用技術之結構，並改善上述之缺點，創作人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本創作之產生。

本創作之一目的在提供一種廠房散熱結構，俾能解決習用廠房內無法依所需要之位置設置天車或是其他大型機具；以及整體之通風散熱結構複雜之問題，而能提供一種有效之通風散熱結構，使天車或是其他大型機具能依實際之廠房需要而配置，以提高工作效率；並經由「水平流場」之配置以簡化設備，讓散熱氣流能夠流動順暢，以節省電力消耗及減少噪音之產生，進而提升作業環境品質。

為達上述之目的，本創作之廠房包括一屋頂及設於屋頂下方且依序連續設置之第一側牆、第三側牆、第二側牆及第四側牆，第一側牆平行第二側牆，且屋頂、第一側牆、第三側牆、第二側牆及第四側牆共同框圍一室內空間；第一側牆之下半部設有橫向延伸之至少一進氣口，第二側牆之下半部設有橫向延伸之至少一排氣口，供由至少一進氣口輸入冷空氣，再由至少一排氣口排出熱空氣；其主要之技術特點在於：廠房散熱結構包括複數個氣流控制板，複數個氣流控制板以至少一進氣口朝向至少一排氣口之方向間隔排列，複數個氣流控制板分別為屋頂向下延伸之長形片，複數個氣流控制板之間分別形成一長形槽，長形槽之長方向平行第一側牆，且長形槽之短方向寬度為L，長形槽之高度為H，H≧0.1L。

實施時，氣流控制板之長方向具有平行之第一立側邊緣及第二立側邊緣，第一立側邊緣相鄰第三側牆之內牆面，第二立側邊緣相鄰第四側牆之內牆面。

實施時，至少一進氣口之總開窗比為至少一進氣口之總開口面積/第一側牆面積，總開窗比介於20%~100%之間；至少一排氣口之排氣中心高度位置介於至少一進氣口之中心高度與頂端高度位置之間。

實施時，本創作更包括一長平台，長平台之短方向具有平行之第一側邊及第二側邊，第一側邊連接第一側牆之內牆面，第二側邊與第二側牆的內牆面之間具有一間隔；至少一進氣口開設於長平台下方之第一側牆下半部。

實施時，氣流控制板之底部邊緣高度高於長平台之水平高度。

實施時，氣流控制板之底部邊緣具有第一平板，第一平板以朝向第二側牆之方向水平延伸。

實施時，氣流控制板之底部邊緣具有第二平板，第二平板以朝向第一側牆之方向水平延伸。

實施時，本創作更包括至少一吹氣管，至少一吹氣管平行第二側牆，且至少一吹氣管位於至少一進氣口流向至少一排氣口之空氣流動通道之中下游，供室外空氣向下吹入室內空間之中。

為進一步了解本創作，以下舉較佳之實施例，配合圖式、圖號，將本創作之具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如下：

本創作為一種廠房散熱結構，其中之廠房的第一側牆平行第二側牆，且屋頂與四個側牆共同框圍成一室內空間；第一側牆之下半部設有橫向延伸之至少一進氣口，第二側牆之下半部設有橫向延伸之至少一排氣口，藉以在至少一進氣口輸入冷空氣之後，再經由至少一排氣口將室內空間之中的熱空氣向外排出。而廠房散熱結構主要包括複數個氣流控制板，複數個氣流控制板以至少一進氣口朝向至少一排氣口之方向間隔排列，複數個氣流控制板分別為屋頂向下延伸之長形片，複數個氣流控制板之間分別形成一長形槽，長形槽之長方向平行第一側牆，且長形槽之短方向寬度為L，長形槽之高度為H，H≧0.1L。

請參閱圖1~圖5所示，其為本創作廠房散熱結構1之較佳實施例，係供安裝於一廠房2之內部及各個牆面上。其中之廠房2為工廠，亦可為雞舍或豬舍之類的農舍廠房。廠房2包括一屋頂21及設於屋頂21下方且依序連續環繞設置之第一側牆22、第三側牆23、第二側牆24及第四側牆25，四個側牆框圍成長方形，並與屋頂21共同框圍成一室內空間26，第一側牆22與第二側牆24相互平行，第三側牆23與第四側牆25相互平行。

本創作廠房散熱結構1主要包括一長平台3、複數個進氣口4、複數個排氣口5以及複數個氣流控制板6。長平台3水平懸空於廠房2之室內空間26中，長平台3之短方向具有平行之第一側邊31及第二側邊32，第一側邊31連接第一側牆22之內牆面，第二側邊32與第二側牆24的內牆面之間具有一間隔W，藉以在長平台3之下方形成下工作區33。

複數個進氣口4以矩形陣列狀橫向延伸開設於長平台3下方之第一側牆22下半部，進氣口4為可開啟之窗，藉以使廠房2外之空氣進入廠房2的下工作區33中。實施時，進氣口4亦可為單一橫向窗或是上下雙排的橫向窗，同樣可以讓廠房2外之空氣進入廠房2的室內空間26中。而對於從進氣口4被吸入廠房2內的空氣流量(Q _w,t)而言，其與總開窗比(R _w)之大小具有相關。如圖3所示，總開窗比(R _w)=複數個進氣口4之總開口面積/第一側牆22面積，總開窗比(R _w)介於20%~100%之間。實施時，總開窗比(R _w)更佳的是介於30%~100%之間。當總開窗比(R _w)大於20%以上時，總開窗比(R _w)是愈大愈好；例如：當R _w＞ 30%時，從窗戶被吸入廠房2內的空氣流量(Q _w,t)將趨近最大的定值。亦即表示窗戶開口的壓損係數在R _w＞ 30%以上時，接近較小的飽和值。反之，當總開窗比(R _w)在20%以下，甚至於在10%以下時，將會使得室內產生迴流區，而無法讓室內空間26內的熱空氣有效的由複數個排氣口5向外排出。

複數個排氣口5以橫向延伸開設於第二側牆24之下半部，排氣口5為風扇，實施時，排氣口5亦可為連接抽氣裝備之橫向出風口，複數個排氣口5之排氣中心高度H1位置介於複數個進氣口4之中心高度H2與頂端高度H3位置之間，亦即，複數個排氣口5之排氣中心高度H1位置必需高於複數個進氣口4之中心高度H2位置，同時要低於複數個進氣口4之頂端高度H3位置。藉此，即可讓複數個進氣口4輸入冷空氣以進入室內空間26內，再由複數個排氣口5向外排出熱空氣。

複數個氣流控制板6分別為屋頂21向下延伸之長形片，實施時，氣流控制板6之材質可以是固體板、布料或是塑膠布。氣流控制板6之長方向具有平行之第一立側邊緣61及第二立側邊緣62，第一立側邊緣61相鄰第三側牆23之內牆面，第二立側邊緣62相鄰第四側牆25之內牆面，且氣流控制板6之底部邊緣高度高於長平台3之水平高度。複數個氣流控制板6以至少一進氣口4朝向至少一排氣口5之方向間隔排列，藉以在複數個氣流控制板6之間分別形成一長形槽63，長形槽63之長方向平行第一側牆22、第二側牆24，藉以在天車之頂部容納或安裝於長形槽63內時，讓天車之吊鍊可以沿著長形槽63之長方向水平移動。

而長形槽63之短方向寬度為L，長形槽63之高度為H，H≧0.1L。藉此，當作業人員、會發熱之機器或是雞、豬舍之類的牲畜分佈於下工作區33時，廠房2外之冷空氣經由複數個進氣口4輸入室內空間26內，並帶動室內空間26內的熱空氣由複數個排氣口5向外排出時，由於長平台3下方之下工作區33中所產生之空氣流動速度大於長平台3上方的流動速度，即會分別形成一高速區及一低速區，高速區與低速區之分界處會形成扇形擴大之一混合層，此混合層經由長平台3之阻隔，可以讓長平台3上方之熱氣在長形槽63內形成迴流泡，並大部份限制在長形槽63內；而長平台3上方之小部份熱氣與下工作區33內之大部份熱氣則會經由高速區內的空氣快速流動，由第一側牆22朝向第二側牆24之方向排出廠房2外部，以降低下工作區33之溫度。其中，如圖4所示，由於長形槽63之短方向寬度L與長形槽63之高度H的範圍限制，亦即符合H≧0.1L的限制條件，即可讓長形槽63內的迴流泡長度大致達到長形槽63的短方向寬度L，如此一來，即不致於讓氣流往長形槽63內偏入太多，而過度降低長形槽63下方工作區的氣流速度。

如圖6所示，其為本創作廠房散熱結構1之第二實施例，其與第一實施例不同之處在於：氣流控制板6之底部邊緣具有一第一平板64，第一平板64以朝向第二側牆24之方向水平延伸，藉此，即可以調整長形槽63的短方向寬度L，以符合H≧0.1L的限制條件。而如圖7所示，氣流控制板6之底部邊緣亦可具有一第二平板65，第二平板65以朝向第一側牆22之方向水平延伸，讓氣流控制板6、第一平板64與第二平板65共同成為倒T字形；或是讓氣流控制板6與第二平板65成為反向之L字形，同樣可以調整長形槽63的短方向寬度L，以符合H≧0.1L的限制條件，讓長平台3上方之熱氣分別在各個長形槽63內形成迴流泡，並大部份限制在各個長形槽63內；而長平台3上方之小部份熱氣與下工作區33內之大部份熱氣，則會經由散熱空氣之快速且順暢的流動，由第一側牆22朝向第二側牆24之方向排出廠房2外部，以降低下工作區33之溫度。

如圖8、圖9所示，其為本創作廠房散熱結構1之第三實施例，其與第一實施例不同之處在於：廠房2之室內空間26的後半段，亦即至少一進氣口4流向至少一排氣口5之空氣流動通道之中、下游位置上，更設有複數個相互平行之吹氣管7，實施時，吹氣管7亦可設為一個。至少一吹氣管7之一端連通至室外，以輸入室外常溫或是經過冷卻後之空氣，至少一吹氣管7之另一端懸空架設於長形槽63之下方，至少一吹氣管7平行第一側牆22與第二側牆24，且各個吹氣管7之下方管壁上具有複數個間隔排列之出氣孔71，藉此，當廠房2太長，而使得氣流溫度與污染物濃度在廠房2之中、下游區域逐漸累積上升時，經由外界空氣之吹入室內，即可降低此區域之氣流溫度與稀釋污染物濃度，再經由至少一排氣口5向外排出。

因此，本創作具有以下之優點： 1、本創作可以經由「水平流場」之配置以簡化設備，讓散熱氣流能夠和緩順暢的流動，因此，不但能有效降低排氣風扇之轉速以節省電力之消耗、減少噪音之產生以提升環境品質，且能使下工作區內之作業人員或是雞、豬舍之類的牲畜處於一個涼爽舒適的環境之中，以提高工作或生產效率，並避免因高溫環境所產生之傷害。 2、本創作可以利用各個長形槽以分別容納或安裝天車與其他大型機具之頂部，因此，能有效增加廠房內之可利用空間，以提高工作效率；再者，由於長形槽的高度與長形槽短方向的寬度係限制在一定的比例範圍之內，則能有效的收納水平流動氣流進入長形槽所產生之迴流泡，不致於讓氣流往長形槽內偏入太多，並讓水平流動氣流能在不過度降低速度的情況之下，順暢的越過長形槽內之迴流泡，以維持有效的通風散熱效果。 3、本創作可以經由在各個氣流控制板之底部邊緣分別設置第一平板、第二平板，或是同時設置第一平板與第二平板，藉以調整長形槽的短方向寬度L，以符合H≧0.1L的限制條件，因此，在裝設上更具有彈性。 4、本創作可以在空氣流動通道之中、下游位置上，更設有至少一吹氣管，以向下輸入常溫或是經過冷卻後之空氣，因此，能有效降低此區域之氣流溫度與稀釋污染物濃度，以確保整體下工作區內之通風散熱效果。

綜上所述，依上文所揭示之內容，本創作確可達到預期之目的，提供一種可簡化設備、有效降低機器與人員作業之工作區溫度、節省電力、減少噪音及有效增加廠房內可利用空間之廠房散熱結構，極具產業上利用之價值，爰依法提出發明專利申請。

1:廠房散熱結構 2:廠房 21:屋頂 22:第一側牆 23:第三側牆 24:第二側牆 25:第四側牆 26:室內空間 3:長平台 31:第一側邊 32:第二側邊 W:間隔 33:下工作區 4:進氣口 5:排氣口 H1:排氣口之排氣中心高度 H2:進氣口之中心高度 H3:進氣口之頂端高度 6:氣流控制板 61:第一立側邊緣 62:第二立側邊緣 63:長形槽 L:長形槽之短方向寬度 H:長形槽之高度 64:第一平板 65;第二平板 7:吹氣管 71:出氣孔

﹝圖1﹞為本創作之第一實施例之立體外觀示意圖。 ﹝圖2﹞為圖1之側剖面圖。 ﹝圖3﹞為本創作之第一實施例之總開窗比(R _w)與從進氣口吸入之空氣流量(Q _w,t)的相關曲線圖。 ﹝圖4﹞為本創作之長形槽高度(H)與長形槽短方向寬度(L)之相關線形圖。 ﹝圖5﹞為本創作之第一實施例之使用狀態示意圖。 ﹝圖6﹞為本創作之第二實施例之側剖面圖。 ﹝圖7﹞為本創作之第二實施例之氣流控制板之另一實施樣態之側剖面圖。 ﹝圖8﹞為本創作之第三實施例之側剖面圖。 ﹝圖9﹞為本創作之第三實施例之仰視剖面圖。

1:廠房散熱結構

2:廠房

21:屋頂

22:第一側牆

23:第三側牆

24:第二側牆

25:第四側牆

26:室內空間

3:長平台

31:第一側邊

32:第二側邊

4:進氣口

5:排氣口

6:氣流控制板

61:第一立側邊緣

62:第二立側邊緣

63:長形槽

Claims (8)

1. 一種廠房散熱結構，該廠房包括一屋頂及設於該屋頂下方且依序連續設置之一第一側牆、一第三側牆、一第二側牆及一第四側牆，該第一側牆平行該第二側牆，且該屋頂、該第一側牆、該第三側牆、該第二側牆及該第四側牆共同框圍一室內空間；該第一側牆之下半部設有橫向延伸之至少一進氣口，該第二側牆之下半部設有橫向延伸之至少一排氣口，供由該至少一進氣口輸入冷空氣，再由該至少一排氣口排出熱空氣；其特徵在於： 該廠房散熱結構包括複數個氣流控制板，該複數個氣流控制板以該至少一進氣口朝向該至少一排氣口之方向間隔排列，該複數個氣流控制板分別為該屋頂向下延伸之長形片，該複數個氣流控制板之間分別形成一長形槽，該長形槽之長方向平行該第一側牆，且該長形槽之短方向寬度為L，該長形槽之高度為H，H≧0.1L。
2. 如請求項1之廠房散熱結構，其中該氣流控制板之長方向具有平行之一第一立側邊緣及一第二立側邊緣，該第一立側邊緣相鄰該第三側牆之內牆面，該第二立側邊緣相鄰該第四側牆之內牆面。
3. 如請求項1或2之廠房散熱結構，其中該至少一進氣口之總開窗比為該至少一進氣口之總開口面積/該第一側牆面積，該總開窗比介於20%~100%之間；該至少一排氣口之排氣中心高度位置介於該至少一進氣口之中心高度與頂端高度位置之間。
4. 如請求項1或2之廠房散熱結構，其更包括一長平台，該長平台之短方向具有平行之一第一側邊及一第二側邊，該第一側邊連接該第一側牆之內牆面，該第二側邊與該第二側牆的內牆面之間具有一間隔；該至少一進氣口開設於該長平台下方之該第一側牆下半部。
5. 如請求項4之廠房散熱結構，其中該氣流控制板之底部邊緣高度高於該長平台之水平高度。
6. 如請求項1之廠房散熱結構，其中該氣流控制板之底部邊緣具有一第一平板，該第一平板以朝向該第二側牆之方向水平延伸。
7. 如請求項1或6之廠房散熱結構，其中該氣流控制板之底部邊緣具有一第二平板，該第二平板以朝向該第一側牆之方向水平延伸。
8. 如請求項1之廠房散熱結構，其更包括至少一吹氣管，該至少一吹氣管平行該第二側牆，且該至少一吹氣管位於該至少一進氣口流向該至少一排氣口之空氣流動通道之中下游，供室外空氣向下吹入該室內空間之中。

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