水暖软管在节能家居上的应用

章子祎 程涛

武昌实验中学高二五班 湖北武昌 430014

从上个世纪开始，我国冬季采暖设施基本采用在建筑物内分散安装暖气片整体散热，锅炉集中供热的方式，达到供暖的效果，但一直存在散热效果持续时间不长，对能源利用率偏低，且燃烧化石燃料加重空气污染的社会问题[1]。节能环保以及经济可持续发展是我国经济发展的重点，因此新型的采暖方式也在建筑中广泛应用，如（1）在天花板、地板、墙壁内安装电热膜采暖的方式，但此方式会在室内产生灰尘漂浮，影响人体健康，且散热面积大，采暖费和设备费用较高；（2）使用空调，利用空气对流供暖，可单独对需供暖的房间供暖费用和设备费用较低，但升温速度慢，且空调长期使用容易漏氟，污染环境；（3）使用小型电热辐射炉供暖的方式，但使用时供暖不均匀，用户体验不佳。

1 要解决的问题

新的环保要求和能源要求，需要一种散热面积小，散热均匀的供暖设备，消费者的用户需求是需要在消费者需要采暖时提供均匀热量的产品，目前最受消费者欢迎的无疑就是热水袋、暖手宝、电热毯这类供热面积小，在消费者所需供热的地方提供热量的产品，但这样的产品仍有缺陷，热水袋、暖手宝蓄热量小难以持续供暖，只能一人使用，电热毯仅存在安全隐患[2-4]。

2 解决方案

水具有较高的比热容，是蓄热散热的绝佳介质，为解决夏季炎热难以入睡的问题，已有人设计睡床垫，在人卧于水床垫上休息时吸收人体热量达到降温的效果，若在水床垫上设置进水口和出水口。即可持续吸热，同理水床垫也能用于冬季采暖，为此设计了一种可变形的水暖软管，可根据需求塑造成多种家居用品如沙发垫、床垫、坐垫、桌垫，解决冬季人们在室内起居绝大部分的供暖需求点。

技术关键在于：

图1.软管外套管，11.通孔，12.海绵层，13.软管内套管

可变形的水暖软管基础结构横截面图如图1，软管外套管内部设有海绵层，用于提高使用者的舒适度，也可用多孔橡胶替代，具有弹性能保型，防止由于人的压迫造成软管挤扁使水不流动，海绵层内侧设有软管内套管，水在软管内套管内流动，软管内套管上设有多个通孔，使水与海绵层结合，达到降温或取暖的效果，软管内套管采用PVC材料制成。

可变形的水暖软管基础结构组装结构图如图2，家居垫主体由多个软管外套管通过连接带连接构成，软管外套管外壁可设置边条，边条上设有通孔，连接带可通过绳索连接两段软管外套管外壁的边条，连接带可以是不同长度的条状充气袋或条状乳胶，边条上的通孔利于家居垫主体上下两面的透气，不会使使用面受潮，用条状乳胶或条状充气袋制成的连接带可以支撑人体重量，避免软管外套管被压扁。

并且相邻软管外套管之间通过流道相连通，便于水的流动，使得取暖和散热效果较好，所述家居垫主体一端的软管外套管设有软管外套管出水口，用于水的排出，软管外套管出水口连接节流阀，用于家居垫主体的进出水保持平衡，家居垫主体另一端的软管外套管设有软管外套管进水口，软管外套管进水口通过输水管与水箱连接，并且输水管上也连接节流阀，水箱的上端设有水箱进水口，水箱的外壳内部设有保温层，用于水的保温[5]。

水箱进水口可以连接热水器热水或冷水出口，用于供暖或制冷，使用时家居垫主体的进水口和出水口可与地面下方的水管连接，水管连接热水器，较为美观，水管上可设电磁阀，无线或有线控制阀门的开关，用于在需要时供水，节约能源。

图1-软管外套管、2-流道、3-连接带、4-软管外套管出水口、5-节流阀、6-水箱、7-水箱进水口、8-保温层、9-输水管、10-软管外套管进水口、14-家居垫主体

3 结语

软管外套管和条状连接带可根据需求，折叠成任意形状的沙发垫、床垫、坐垫、桌垫，通过进水管和出水管连通热水器或自来水后能用于采暖和制冷，具有良好的透气性，适宜的使用温度，可塑造性，使用安全，散热面积小，可持续供暖制冷，在冬季盖上被子，铺上床垫后可长时间保温，热水器可变频输送热水，更加节能，同时该装置结构简单，成本低廉利于大规模推广使用。使用该装置通过节约能源，可减少化石燃料燃烧控制大气污染。