CN104328871A - 一种节能屋面及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能屋面及其制作方法，节能屋面包括上下两块金属板；所述上下两块金属板四个相对侧边均通过端盖连接；所述上下两块金属板之间的夹层内充装有工质层；所述工质层上的夹层为工质蒸汽层；所述上下两块金属板的内表面以及所述肋片表面分别涂有能降低金属板表面和肋片表面发射率的涂层。本发明节能屋面的热阻具有单向导热特性，当室内温度高于室外综合温度时，因蒸发冷凝作用，具有良好的散热效果，能降低空调负荷；当室外温度高于室内温度时，热阻很大起到隔热效果，也能减小空调负荷。

Description

一种节能屋面及其制作方法

技术领域

本发明涉及全年制冷空调场合节能领域,特别是一种节能屋面及其制作方法。 

背景技术

在空调场合往往存在一直需要排除室内产热量的场合，比如通讯基站、某些化工生产厂房及工厂动力***机房等等。随着通信事业的迅猛发展，人们拥有了更快的网络，得到了更多的便利，与此同时，通信公司的基站建设数量也相应的飞速增长。基站内的通讯设备需要24小时不间断的工作，产生大量的热量，而为了保证设备能正常运行，室内温度必须保持在一定范围内，这就需要用到空调设备。据统计分析，***的电能消耗中，基站能耗约占73%，而基站中约46%的能耗是空调能耗。可想而知，这部分的空调负荷是非常大的，目前已有很多学者提出各种方案以求降低此负荷。其中大多方案就是从建筑围护结构入手，如有人提出采用保温性能好的屋面，在夏季白天室外温度高，太阳辐射大的时候，这种屋面确实能比较有效的阻挡热量传入室内；然而在冬季或者一些过渡季节，室外温度低，使用保温性能好的屋顶在这个时候就阻碍了室内热量的散发，所以保温屋面并不一定能降低全年能耗。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种节能屋面及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种节能屋面，包括上下两块金属板；所述上下两块金属板四个相对侧边通过均通过端盖连接；所述上下两块金属板内设有第一夹层和第二夹层，所述第二夹层位于所述第一夹层上；所述第一夹层为工质层；所述第二夹层为工质蒸汽层；所述上下两块金属板的内表面均涂有能降低金属板表面发射率的涂层。

所述上下两块金属板之间通过若干块竖直设置的肋片连接；所述若干块肋片形成网格状结构，相邻的网格之间互相连通。肋片可以加强金属板的抗压程度。

所述肋片与下金属板连接的一侧开设有多个半圆孔，所述半圆孔半径大于或小于所述工质层高度；当所述半圆孔半径小于所述工质层（2）高度时，所述肋片上部开设有多个通孔。

所述肋片表面涂有能降低肋片表面发射率的涂层。

本发明还提供了一种上述节能屋面的制作方法，该方法包括以下步骤：

1）将金属材料加工成所需尺寸的两块屋面金属板及若干肋片，在所述肋片一边加工出半圆形通道；

2）对步骤1）获得的金属板及肋片除油除锈，然后使用防锈清洗剂在洁净环境下将金属板及肋片清洗干净；

3）对步骤2）获得的金属板及肋片用热风进行烘干；

4）在步骤3）获得的金属板中选择一块作为屋面下金属板，在屋面下金属板上焊接肋片，使肋片有半圆形通道的一边与屋面下金属板焊接，且肋片连接成网格状；

5）对步骤3）获得的未焊接肋片的金属板和步骤4）获得的金属板的内表面及肋片表面涂刷能降低表面发射率的涂层；

6）对步骤5）获得的金属板进行端盖焊接，使端盖上下两端分别与两块金属板侧边连接，所述端盖留一个抽真空开口，两层金属板形成一个金属板夹层；

7）对步骤6）获得的金属板夹层抽真空；

8）对步骤7）获得的金属板夹层充装工质，金属板夹层内形成工质层和工质蒸气层，使相邻网格对应的工质层、工质蒸汽层分别连通；

9）将端盖上的开口密封，形成一整体屋面。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明节能屋面的热阻具有单向导热特性，当室内温度高于室外综合温度时，因蒸发冷凝作用，具有良好的散热效果，能降低空调负荷；当室外温度高于室内温度时，热阻很大起到隔热效果，也能减小空调负荷。

附图说明

图1为本发明屋面模块的侧视图；

图2为本发明屋面内部加肋整体封装侧视图；

图3为本发明屋面内部加肋整体封装立体结构示意图。

图中：1、金属板（内表面涂银粉），2、工质层，3、工质蒸气层（只含蒸气），4、端盖，5、肋片。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明一实施例上下两层为金属板（如钢板、铜板、铝板等），中间夹层抽真空后加注工质（如水、乙醇、氨、氟利昂等）。两金属板之间焊接肋片以加强其抗压强度。

当下表面温度比上表面温度高的时候，工质蒸气为饱和蒸气状态，饱和蒸气的温度即饱和蒸气压下工质的沸点。此状态下，工质会沸腾或者快速蒸发，产生的工质蒸气在上表面遇冷凝结，当工质凝结到达一定厚度，由于重力作用又会下落回工质层，从而在蒸气层形成工质蒸气带着热量不断的向上运动，凝结放热后形成凝结工质回落的热质循环过程。金属板夹层中工质的沸腾或者快速蒸发，及真空层的热质循环都属于相变传热过程，其热阻很小，所以在此条件下，屋面总热阻也很小，有助于室内热量的散发。

而当上表面的温度比下表面的温度高时，上层工质蒸气为过热蒸气，其压力大于同温度下的饱和工质蒸气压力，工质层在此压力下沸点高于其本身温度，工质表面将处于平衡状态。此时由于蒸气层为热板向下的封闭窄空间导热模型，夹层中形成上热下冷的蒸气层，不会进行对流换热，并且所述金属板的内表面都涂有银粉漆，辐射换热被大大削弱，所以屋面的热阻很大，能起到有效的隔热作用。

本发明同时提供了节能屋面模块及内部加肋片整体封装的一种制作方法，所述内部加肋片整体封装的制作方法包括以下步骤：

1）、选取符合要求的金属材料进行机械加工，将金属材料加工成所需尺寸的屋面金属板两块及肋片若干，所述屋面金属板及肋片厚度根据屋面承压要求计算，在所述肋片一边加工出半圆形通道，半圆半径大于所要充注的工质层厚度，或者在所述肋片上部开有小孔连通；

2）、对步骤1）获得的所述金属板及肋片除油除锈，然后使用防锈清洗剂在洁净环境下将其清洗干净；

3）、对步骤2）获得的所述金属板及肋片用热风进行烘干；

4）、在步骤3）获得的所述金属板中选择一块作为屋面下金属板，在其上焊接肋片，肋片有半圆通道的一边与其焊接；

5）、对步骤3）获得的未焊接肋片的金属板和步骤4）获得的所述金属板的内表面及肋片涂刷能降低其表面发射率的涂层，如银粉漆等；

6）、对步骤5）获得的所述金属板进行端盖焊接，所述端盖留一个可供抽真空开口，两层金属板形成一个金属板夹层；

7）、对步骤6）获得的所述金属板夹层抽真空；

8）、对步骤7）获得的所述金属板夹层充装工质（如水、乙醇、氨、氟利昂等），所述金属板夹层内形成工质层（2）和工质蒸气层（3），如所述工质为水，则在充装前应使用加热法除去溶解在其中的空气；

9）、对步骤8）获得的所述金属板夹层开口进行焊接，形成一整体屋面；

10）、对步骤9）获得的所述屋面进行检验，使用检漏仪检查是否漏气，查看焊接是否紧密，焊接点是否平整等。

将本发明节能屋面运用在长沙地区通讯基站中，模拟其使用情况，假设一个通讯基站的长宽高尺寸为4m??4m??3m，设备发热功率为3480W，墙体为普通砖混结构，为保持室内温度28℃以下，那么使用普通混凝土屋面时全年空调能耗为7700度电，而使用本发明屋面时全年空调能耗为5280度电，节能达31.4%。当室外综合温度为20℃时，普通混凝土屋面的散热量为6.8                                               ，而本发明屋面的散热量为45.9。 

Claims (7)

1. 一种节能屋面，其特征在于，包括上下两块金属板（1）；所述上下两块金属板（1）四个相对侧边均通过端盖（4）连接；所述上下两块金属板（1）内设有第一夹层和第二夹层，所述第二夹层位于所述第一夹层上；所述第一夹层为工质层（2）；所述第二夹层为工质蒸汽层（3）；所述上下两块金属板（1）的内表面均涂有能降低金属板（1）表面发射率的涂层。

2.根据权利要求1所述的节能屋面，其特征在于，所述上下两块金属板（1）之间通过若干块竖直设置的肋片（5）连接；所述若干块肋片（5）形成网格状结构，相邻的网格之间互相连通。

3.根据权利要求2所述的节能屋面，其特征在于，所述肋片（5）与下金属板连接的一侧开设有多个半圆孔，所述半圆孔半径大于或小于所述工质层（2）高度；当所述半圆孔半径小于所述工质层（2）高度时，所述肋片（5）上部开设有多个通孔。

4.根据权利要求3所述的节能屋面，其特征在于，所述肋片（5）表面涂有能降低肋片（5）表面发射率的涂层。

5.根据权利要求4所述的节能屋面，其特征在于，所述涂层材料为银粉漆。

6.根据权利要求5所述的节能屋面，其特征在于，所述工质层材料为水、乙醇、氨、氟利昂中的一种。

7.一种权利要求6所述节能屋面的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）将金属材料加工成所需尺寸的两块屋面金属板及若干肋片，在所述肋片一边加工出半圆形通道；

2）对步骤1）获得的金属板及肋片除油除锈，然后使用防锈清洗剂在洁净环境下将金属板及肋片清洗干净；

3）对步骤2）获得的金属板及肋片用热风进行烘干；

4）在步骤3）获得的金属板中选择一块作为屋面下金属板，在屋面下金属板上焊接肋片，使肋片有半圆形通道的一边与屋面下金属板焊接，且肋片连接成网格状；

5）对步骤3）获得的未焊接肋片的金属板和步骤4）获得的金属板的内表面及肋片表面涂刷能降低表面发射率的涂层；

6）对步骤5）获得的金属板进行端盖焊接，使端盖上下两端分别与两块金属板侧边连接，所述端盖留一个抽真空开口，两层金属板形成一个金属板夹层；

7）对步骤6）获得的金属板夹层抽真空；

8）对步骤7）获得的金属板夹层充装工质，金属板夹层内形成工质层和工质蒸气层，使相邻网格对应的工质层、工质蒸汽层分别连通；

9）将端盖上的开口密封，形成一整体屋面。