具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室的制作方法

本实用新型涉及环境模拟实验的技术领域，具体而言，涉及一种具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室。

背景技术：

目前，国内外的环境模拟实验常在气候仿真实验室内进行，一些气候仿真实验室不能进行模拟降雪实验，还有一些气候仿真实验室内不能进行模拟吹风实验，现有的气候仿真实验室不能进行不同温度下的模拟吹风和模拟降雪的耦合实验。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室，以解决现有技术中的气候仿真实验室不能进行不同温度下的模拟吹风和模拟降雪的耦合实验问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室，包括：自然环境模拟实验室、模拟房屋、模拟风结构和模拟雪结构，自然环境模拟实验室具有容纳空间；模拟房屋设置在容纳空间内，并将容纳空间分隔为外环境实验空间和内环境实验空间；模拟风结构设置在外环境实验空间；模拟雪结构设置在外环境实验空间内；模拟风结构和模拟雪结构可同时工作，以对外环境实验空间同时模拟风和降雪。

进一步地，模拟风结构包括移动风架、风机组件和导风组件，风机组件和导风组件均设置在移动风架上。

进一步地，移动风架包括框架和设置在框架下的滚轮，风机组件和导风组件均设置在框架上。

进一步地，移动风架还包括三脚架，三脚架设置在框架上并位于远离导风组件的一侧。

进一步地，模拟雪结构包括管道、降雪泵和喷头，喷头设置在自然环境模拟实验室的屋顶，管道的第一端与喷头相连通，降雪泵设置在管道上。

进一步地，模拟雪结构还包括水容器，管道的第二端与水容器相连通。

进一步地，模拟雪结构还包括水净化器，水净化器设置在管道上，并位于水容器和降雪泵之间。

进一步地，喷头包括第一喷头，第一喷头设置在模拟房屋的顶部。

进一步地，模拟雪结构还包括气体管道，第一喷头还与气体管道相连通。

进一步地，模拟雪结构还包括压缩机，气体管道与压缩机相连通。

应用本实用新型的技术方案，在自然环境模拟实验室内设置模拟房屋、模拟风结构和模拟雪结构，自然环境模拟实验室内的温度可以调节，以模拟春夏秋冬不同季节的温度，模拟风结构和模拟雪结构可以同时工作，以进行不同温度下的模拟吹风和模拟降雪的耦合实验，当然，模拟雪结构和模拟风结构也可以独立运行，以进行降雪或者吹风的实验。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的气候仿真实验室不能进行不同温度下的模拟吹风和模拟降雪的耦合实验问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室的实施例的剖视图的俯视示意图；

图2示出了图1所示的具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室的剖视图的左视示意图；

图3示出了图1所示的具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室的模拟风结构的左视示意图；

图4示出了图3所示的模拟风结构的主视示意图；

图5示出了图3所示的模拟风结构的滚轮的结构示意图；

图6示出了根据本实用新型的具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室的模拟雪结构的结构组成示意图；以及

图7示出了图6所示的模拟雪结构的喷头的分布示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、自然环境模拟实验室；11、外环境实验空间；12、内环境实验空间；20、模拟房屋；30、模拟风结构；31、移动风架；311、框架；312、滚轮；313、三脚架；32、风机组件；33、导风组件；34、送风口；35、回风口；36、换热结构；37、保温夹层；38、孔板；40、模拟雪结构；41、管道；42、降雪泵；43、喷头；431、第一喷头；432、第二喷头；44、水容器；45、水净化器；46、气体管道；47、压缩机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图7所示，本实施例的具有模拟风结构和模拟雪结构的气候仿真实验室，包括：自然环境模拟实验室10、模拟房屋20、模拟风结构30和模拟雪结构40，自然环境模拟实验室10具有容纳空间；模拟房屋20设置在容纳空间内，并将容纳空间分隔为外环境实验空间11和内环境实验空间12；模拟风结构30设置在外环境实验空间11；模拟雪结构40设置在外环境实验空间11内；模拟风结构30和模拟雪结构40可同时工作，以对外环境实验空间11同时模拟风和降雪。

应用本实施例的技术方案，在自然环境模拟实验室10内设置模拟房屋20、模拟风结构30和模拟雪结构40，自然环境模拟实验室10内的温度可以调节，以模拟春夏秋冬不同季节的温度，模拟风结构30和模拟雪结构40可以同时工作，以进行不同温度下的模拟吹风和模拟降雪的耦合实验，当然，模拟雪结构40和模拟风结构30也可以独立运行，以进行降雪或者吹风的实验。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的气候仿真实验室不能进行不同温度下的模拟吹风和模拟降雪的耦合实验问题。

如图1至图4所示，在本实施例的技术方案中，模拟风结构30包括移动风架31、风机组件32和导风组件33，风机组件32和导风组件33均设置在移动风架31上。模拟风结构30设置在自然环境模拟实验室10的后侧，模拟房屋20与自然环境模拟实验室10的后侧墙面之间具有1.5m的空隙，模拟风结构30主要对1.5m的空隙及模拟房屋20的其它部位吹风，风速可以达到12m/s，模拟风结构30还包括送风口34、回风口35、换热结构36、保温夹层37和孔板38，具体地，在自然环境模拟实验室10的后侧墙面的底部设置回风口35，回风口35为后侧墙的立柱之间的空隙，另外，送风口34设置在后侧墙的立柱之间的空隙的顶部，风机组件32、移动风架31和导风组件33都设置在保温夹层37内，在自然环境模拟实验室10的顶部设置有孔板38，孔板38与自然环境模拟实验室10的顶壁之间的空隙形成送风夹层，空气被风机组件32吹出，然后被导风组件33输送到送风口34，然后进入送风夹层，再通过孔板38，最后从自然环境模拟实验室10底部的回风口35进入保温夹层37，在保温夹层37内还设置有换热结构36，换热结构36包括电加热器和水冷式冷水机组，以给保温夹层37内的空气升温或者降温，升温或者降温之后的空气被风机组件32吹出，在整个自然环境模拟实验室10内循环，从而改变自然环境模拟实验室10内的温度，另外，在自然环境模拟实验室10的回风口35设置有与控制结构相连的固定的温湿度传感器和可升降的移动式温湿度传感器，以实时监测自然环境模拟实验室10内的温度和湿度，自然环境模拟实验室10内的温度调节范围为-40℃～40℃。

如图1至图5所示，在本实施例的技术方案中，移动风架31包括框架311和设置在框架311下的滚轮312，风机组件32和导风组件33均设置在框架311上。导风组件33设置在风机组件32的出风口，以将风机组件32吹出的封导向预定位置，导风组件33的第一端与风机组件32的出风口密封地连接，导风组件33的第二端为出风口，导风组件33的第一端至导风组件33的第二端的横截面逐渐减小，在导风组件33的第二端设置阻尼网，以使出风更加均匀。控制结构与模拟风结构30电连接以控制风量。风机组件32成3行2列的阵列固定在框架311上，滚轮312可以带动框架311移动和转动，以改变风机组件32的吹风方向。

如图3所示，在本实施例的技术方案中，移动风架31还包括三脚架313，三脚架313设置在框架311上并位于远离导风组件33的一侧。三脚架313可以防止移动风架31倾倒，保证吹风时风机组件32的稳定性和安全。

如图6所示，在本实施例的技术方案中，模拟雪结构40包括管道41、降雪泵42和喷头43，喷头43设置在自然环境模拟实验室10的屋顶，管道41的第一端与喷头43相连通，降雪泵42设置在管道41上。自然环境模拟实验室10内的温度可以调节，可以模拟春夏秋冬四种季节的温度，当需要降雪时，首先将自然环境模拟实验室10内的温度调节至一定的低温，然后打开降雪泵42，降雪泵42通过管道41将水输送到喷头43，然后从喷头43喷淋出来，喷淋出的小水滴在低温的作用下结成小冰晶，从而实现模拟降雪。可以通过控制降雪泵42的频率以及控制喷头43开启的数量来控制降雪量和降雪强度。

如图6所示，在本实施例的技术方案中，模拟雪结构40还包括水容器44，管道41的第二端与水容器44相连通。水容器44内设置有换热结构，控制结构与换热结构相连，从而控制水容器44内的水的温度，以避免水容器44内的水结冰，当需要降雪时，水容器44内的水降至一定的低温(高于0摄氏度)，打开降雪泵42，将水容器44内的水输送至喷头43。

如图6所示，在本实施例的技术方案中，模拟雪结构40还包括水净化器45，水净化器45设置在管道41上，并位于水容器44和降雪泵42之间。另外，水容器44与自来水管相连，自来水通过水净化器45处理之后成为去离子水，然后进入水容器44。水净化器45包括软化水处理器和反渗透膜滤芯，可以去除自来水内的各种杂质，只留下纯水，以防止管道41内结垢，而且还可以防止杂质阻塞喷头43。

如图7所示，在本实施例的技术方案中，喷头43包括第一喷头431，第一喷头431设置在模拟房屋20的顶部。第二喷头432设置在除模拟房屋20的上方以外的区域。自然环境模拟实验室10的顶壁到模拟房屋20的屋顶的距离约为2米，自然环境模拟实验室10的顶壁到自然环境模拟实验室10的地面之间的距离约为6米，第一喷头431包括200个bim型双流体空气雾化喷头，每个第一喷头431的喷淋的直径约为0.8米，第二喷头432包括727个单流体高压微雾喷头，每个第二喷头432的喷淋直径为0.6米。第一喷头431和第二喷头432均为实心圆锥形喷头，多个喷头43的覆盖宽度互相搭接以提高边缘降雪的均匀性，多个喷头43的喷淋范围的相互搭接的情况如图7所示，每个喷头43喷淋的形状都为广角圆形。另外，管道41包括多条分支和主管路，每条分支都与一个喷头43相连，多条分支与主管路通过分水器相连，以保证多根分支水量均匀，水压一致，多个喷头43与多条分支通过布水器相连，以保证多个喷头进口的参数一致，从而保证喷射一致性，进而保证降雪的均匀性。

如图6和图7所示，在本实施例的技术方案中，模拟雪结构40还包括气体管道46，第一喷头431还与气体管道46相连通。第一喷头431同时连接气体管道46和管道41，压缩空气可以使第一喷头431喷出的液体更细小、分布范围更广。这样，位于模拟房屋20上方的第一喷头431喷出的小液体可以更快地变成小冰晶，形成降雪。

如图6所示，在本实施例的技术方案中，模拟雪结构40还包括压缩机47，气体管道46与压缩机47相连通。压缩机47可以压缩空气，并将压缩空气通过气体管道46输送至第一喷头431。

值得注意的是，本实施例具有两种典型工况，第一种是温度为-10℃，降雪强度为5mm/h，风速为12m/s，以模拟某地区的风雪天气，此时风力等级为6级，降雪等级为大雪，第二种是温度为-20℃，降雪强度为5mm/h，风速为12m/s，以模拟某地区冬季常见的降雪、大风天气，此时，风力等级为6级，降雪等级为大雪。在实验开始之前，需要将自然环境模拟实验室10的温湿度调节至预设值，并维持不变。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。