生产车间环境辅助调节系统的制作方法

1.本发明涉及企业生产车间配套系统的技术领域，尤其是一种生产车间环境辅助调节系统。


背景技术：

2.当前我国正处于从制造业大国迈向制造业强国的过程中，以环保制造为契机推动制造业可持续发展势在必行，因此采用绿色环保的方式改善生产车间工作环境，有利于职工身体健康，提高工作效率。目前，国内生产车间或多或少都存在以下问题：
3.(1)生产车间的厂房屋顶一般空间巨大，利用不充分，存在空间浪费；
4.(2)生产车间一般深广阔大，生产车间内的部分区域即使在白天也存在照明光线不充足的问题，需要开灯照明，浪费电能；
5.(3)生产车间内的各种设备密集排放，导致生产车间内的空气循环差，影响空气质量；
6.(4)开放式生产车间在夏季无法使用空调等降温制冷设备，而生产设备在运行过程中势必会释放出大量的热量，如果单纯在生产车间内摆置风扇，不仅降温效果不佳，还容易引发安全事故；
7.(5)传统生产车间的辅助生产设备，如风扇、电灯等，很少利用太阳能，未考虑节能降耗问题。


技术实现要素：

8.本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题。
9.为此，本发明提出一种生产车间环境辅助调节系统，该系统结合当前国内大多数生产车间生产的实际情况，适用于常规开放式生产车间使用，便于生产车间的降温、通风和照明。
10.根据本发明实施例的生产车间环境辅助调节系统，包括安装在生产车间墙壁上且用于让生产车间外的气流进入生产车间内部以达到对生产车间内部降温目的的进风降温装置、安装在生产车间屋顶上且用于将生产车间内部的热空气排放出去的排风装置、安装在生产车间屋顶上且用于给生产车间内部照明的照明装置、安装在生产车间屋顶外面且用于给生产车间屋顶隔热及给进风降温装置、排风装置和照明装置提供电能的太阳能装置。
11.本发明的有益效果是，可实现生产车间降低温度、空气循环、照明和电能补充功能，适用于常规开放性生产车间，是一种绿色环保的系统。
12.根据本发明一个实施例，所述进风降温装置包括蓄水池、进风通道、进风风扇、冷却水管和水泵，所述蓄水池预埋在地下，所述进风通道设置在生产车间墙壁上，所述进风风扇和所述冷却水管均安装在进风通道处，且所述冷却水管位于所述进风风扇的后方，所述冷却水管的进水口连接所述水泵，冷却水管的两端通过软管连接所述蓄水池中的冷却用水。
13.根据本发明一个实施例，所述排风装置包括排风通道、排风风扇、排风口和防护罩，所述排风通道设置在生产车间屋顶上，所述排风风扇安装在排风通道处，所述排风口设置在所述排风通道的侧壁上，所述防护罩安装在排风通道的外部顶端。
14.根据本发明一个实施例，所述照明装置包括圆形凹透镜、半球形透明护罩、金属护罩、旋转轨道、控制器和感应器，所述半球形透明护罩罩设在所述圆形凹透镜的外部，所述金属护罩罩设在所述半球形透明护罩的外部，所述半球形透明护罩和所述金属护罩均安装在所述旋转轨道上，所控制器与所述旋转轨道相连接并控制旋转轨道，所述感应器与控制器相连接。
15.根据本发明一个实施例，所述太阳能装置包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组和逆变器，所述太阳能电池板用于吸收太阳能并将太阳能转化成电能，所述太阳能电池板在所述太阳能控制器的控制作用下对所述蓄电池组进行充电，所述逆变器用于将蓄电池组中的直流电能转变成交流电。
16.根据本发明一个实施例，所述太阳能装置给所述进风降温装置的进风风扇、所述进风降温装置的水泵、所述排风装置的排风风扇以及所述照明装置的控制器供电。
17.根据本发明一个实施例，所述圆形凹透镜包括位于上方的单面凹透镜和位于下方的平光透镜。
18.根据本发明一个实施例，所述旋转轨道带动所述金属护罩围绕所述圆形凹透镜转动。
19.根据本发明一个实施例，所述感应器用于感受外界光照强度信息并将外界光照强度信息传递给控制器。
20.根据本发明一个实施例，所述感应器的顶端具有对应于前方位的前光敏感应器、对应于后方位的后光敏感应器、对应于左方位的左光敏感应器、对应于右方位的右光敏感应器以及对应于上方位的上光敏感应器。
21.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明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技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本发明的结构示意图；
25.图2是进风降温装置的示意图一；
26.图3是进风降温装置的示意图二；
27.图4是排风装置的示意图；
28.图5是照明装置的示意图；
29.图6是圆形凹透镜的立体图；
30.图7是圆形凹透镜的正视图；
31.图8是圆形凹透镜的俯视图；
32.图9是太阳光直射时光线经过圆形凹透镜前后的传输路径示意图；
33.图10是太阳光斜射时光线经过圆形凹透镜前后的传输路径示意图；
34.图11是照明装置补充光源的工作原理图。
35.附图中的标号为：1、进风降温装置；101、蓄水池；102、进风通道；103、进风风扇；104、冷却水管；1041、进水口；1042、出水口；105、水泵；2、排风装置；201、排风通道；202、排风风扇；203、排风口；204、防护罩；3、照明装置；301、圆形凹透镜；3011、单面凹透镜；3012、平光透镜；302、半球形透明护罩；304、金属护罩；305、旋转轨道；306、控制器；307、感应器；4、太阳能装置。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面参考附图具体描述本发明实施例的生产车间环境辅助调节系统。
40.见图1～图11，本发明的生产车间环境辅助调节系统，包括安装在生产车间墙壁上且用于让生产车间外的气流进入生产车间内部以达到对生产车间内部降温目的的进风降温装置1、安装在生产车间屋顶外面且用于将生产车间内部的热空气排放出去的排风装置2、安装在生产车间屋顶上且用于给生产车间内部照明的照明装置3、安装在生产车间屋顶上且用于给生产车间屋顶隔热及给进风降温装置1、排风装置2和照明装置3提供电能的太阳能装置4，即该生产车间环境辅助调节系统主要是由进风降温装置1、排风装置2、照明装置3和太阳能装置4构成整体的降温、通风、照明系统。
41.见图2和图3，根据本发明一个实施例，进风降温装置1包括蓄水池101、进风通道102、进风风扇103、冷却水管104和水泵105，蓄水池101预埋在地下，进风风扇103和冷却水管104均安装在进风通道102处，冷却水管104位于进风风扇103的后方。
42.其中，进风通道102的整体呈棱台形状，进风通道102断面面积较大的口对着生产车间外部，进风通道102断面面积较小的口对着生产车间内部，进风风扇103安装在进风通道102断面面积较大且邻近生产车间外部的一端，之所以要这样设计，是因为常规进风通道的两端截面同样大小，只单纯起到空气循环的作用，而本发明中的进风通道102呈棱台形状(一端为大口，一端为小口)，首先风从大口进入，然后风经棱台形通道的挤压，会释放空气内部的热量(热量会经散热管带走)，最后从小口进入生产车间的空气温度会明显降低，达到物理通风降温的目的。
43.进风通道102的数量有多个，蓄水池101只需一个，进风通道102设置在生产车间北面或东面的墙壁上，进风通道102的轴线与生产车间墙壁相垂直，之所以将进风通道102设置在生产车间北面或东面的墙壁上，是因为北半球太阳长时间直射建筑物时，主要集中在建筑物南面和西面，而北面和东面属于阴面，太阳直射时间短，当然也可仅限定于北面，东面早晨有部分时间照射。
44.蓄水池101与进风通道102邻近分布，蓄水池101用于提供循环使用的冷却水，之所以将蓄水池101与进风通道102邻近分布，是因为过长的输送水管道会让蓄水池101中温度较低的水在循环的路径上就已经被加热，当冷却用水和周边环境温度相近时，将影响冷却降温效果。
45.冷却水管104的两端分别为进水口1041和出水口1042，冷却水管104的进水口1041连接水泵105，冷却水管104的两端通过软管连接蓄水池101中的冷却用水，即冷却水管104的进水口1041和出水口1042通过软管通入蓄水池101，从而通过蓄水池101中的循环水，带走空气热量。
46.蓄水池101采用地埋式，蓄水池101的顶端距离地表约0.5m，蓄水池101的容量可根据进风风扇103的数量及制冷效果调整，一般建议约5m3。蓄水池101位于不被太阳直接照晒的地方，蓄水池101需要配备盖板，盖板具备隔热和防止异物落入蓄水池101的功能。蓄水池101的密封隔热要做好，储水量和深度要达到要求，满足这些前提的情况下，在室外温度高温情况下，蓄水池101内的水温可保持在18℃以下。
47.冷却水管104为稀疏排列的栅栏状结构，冷却水管104由一根直径约1cm～2cm的中空无缝铜管制成，该中空无缝铜管往复盘绕成稀疏栅栏形，这样的结构设计有利于增大冷却水管104与进入空气的接触面积，并减少对风的阻碍，加快带走空气热量。
48.进风风扇103吹出的风经冷却水管104和进风通道102的斜面压缩后进入生产车间，整个过程中气体体积减小并放出热量，热量被冷却水管104中的循环水吸收并带走，气体从进风通道102断面面积较小且邻近生产车间内部的一端排出后进入生产车间环境，压力恢复正常，体积变大，吸收生产车间内的热量，从而进一步达到降温效果。
49.见图4，根据本发明一个实施例，排风装置2有多个，排风装置2安装在生产车间屋顶上方，排风装置2包括排风通道201、排风风扇202、排风口203和防护罩204，排风通道201设置在生产车间屋顶上，排风通道201的轴线与生产车间屋顶相垂直，排风风扇202安装在排风通道201处。
50.其中，排风通道201的数量有多个，排风通道201的整体呈棱台形状，排风通道201断面面积较大的口对着生产车间内部，进风通道102断面面积较小的口对着生产车间外部，这样有利于形成内外空气压差，加速空气流通。
51.排风风扇202安装在排风通道201断面面积较大且邻近生产车间内部的一端，利用棱台形通道压缩空气的原理，形成内外气压差，加快空气流通。
52.排风通道201断面面积较小的一端突出到屋顶外，排风口203设置在排风通道201的侧壁上，具体地，排风口203设置在突出到屋顶外的排风通道201的四周侧壁上，排风口203的轴线与排风通道201的轴线相垂直，这样有利于空气对流，且可防止雨雪水侵入生产车间。
53.之所以将排风装置2安装于生产车间屋顶，是因为冷空气下降、热空气上升，有利于形成空气流通通道，加快生产车间内空气循环。
54.防护罩204安装在排风通道201的外部顶端，防护罩204采用的是半球形透明防护罩。通过在排风通道201顶端加装防护罩204，且防护罩204为突起的半球形透明钢化玻璃罩，且面积大于排风通道201的顶端出口，一方面可防止灰尘、雨雪水侵入生产车间，另一方面在白天可起到补充照明的作用。
55.见图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11，根据本发明一个实施例，照明装置3有多个，照明装置3安装在生产车间屋顶外部，照明装置3包括圆形凹透镜301、半球形透明护罩302、金属护罩304、旋转轨道305、控制器306和感应器307，半球形透明护罩302罩设在圆形凹透镜301的外部，金属护罩304罩设在半球形透明护罩302的外部，半球形透明护罩302和金属护罩304均安装在旋转轨道305上，控制器306与旋转轨道305相连接并控制旋转轨道305，感应器307与控制器306相连接。
56.其中，圆形凹透镜301包括位于上方的单面凹透镜3011和位于下方的平光透镜3012，单面凹透镜3011的下表面与平光透镜3012的上表面相接触，这样设计的目的是为了最大限度利用各种角度的入射光线，如图9和图10所示，这一点在传统日光照明产品上未使用过。见图8，单面凹透镜3011的俯视图和平光透镜3012的俯视图均为圆形，也是为了最大限度利用各种角度的入射光线。具体地，将圆形凹透镜301拆分为一个单面凹透镜3011和一个平光透镜3012，单面凹透镜3011完成一个光线的散射，目的是为了尽可能照亮更多区域，相比较常规的漫射器，单面凹透镜3011(平凹透镜)的散射效果更好，减少漫射器的光损耗；平光透镜3012采用高强度钢化玻璃，一方面增大进光面，保证单面凹透镜3011的一个散射角度，另一方面也对单面凹透镜3011起到一个支撑作用。
57.单面凹透镜3011也由高强度钢化玻璃制成，单面凹透镜3011和平光透镜3012可以一体成型，但考虑到异形玻璃加工难度问题，也可采用分离模式成型。
58.半球形透明护罩302由高强度透明钢化玻璃制成，通过在圆形凹透镜301的外部罩设半球形透明护罩302，在不阻挡阳光的情况下，保证圆形凹透镜301的清洁，避免圆形凹透镜301的磨损。
59.金属护罩304为不锈钢材质，且内表面光滑，并涂有反光增强材料，该反光增强材料采用的是常用的铝基反光涂料或氯化聚乙烯树脂等。通过在半球形透明护罩302的外部罩设金属护罩304，金属护罩304必须保证可应对极端天气情况(如：大雨、大风、大雪、冰雹)，可开合，可在控制器306上进行移动(金属护罩304固定在旋转轨道305上，并可在控制器306的控制下，金属护罩304沿轨道转动及垂直方向的0
゜
～90
゜
范围内打开及闭合)，金属护罩304内表面为反光材料，可在阳光非直射时作为补充光源。
60.旋转轨道305带动金属护罩304围绕圆形凹透镜301转动。控制器306可以接收感应
器307的信号，并根据预设的程序，打开和转动金属护罩304，并调整金属护罩304的位置。半球形透明护罩302可以方便的打开，以便对圆形凹透镜301进行清洁。
61.感应器307包括光敏感应器、电子传感器、控制元件及相关控制程序，感应器307用于感受外界光照强度信息并将外界光照强度信息传递给控制器306。感应器307的顶端有五个光敏感应器，分别为前、后、左、右、上五个方位，具体地，感应器307的顶端具有对应于前方位的前光敏感应器、对应于后方位的后光敏感应器、对应于左方位的左光敏感应器、对应于右方位的右光敏感应器以及对应于上方位的上光敏感应器。感应器307、机械传动部件、金属护罩304所在的旋转轨道305可进行平行于水平面的360度的转动，感应器307将接收到的光信号传输给控制器306，由控制器306通过机械传动部件实现对旋转轨道305的调度、金属护罩304的位置和金属护罩304的角度进行调整。
62.根据本发明一个实施例，太阳能装置4位于厂房屋顶上方，太阳能装置4利用生产车间顶部的闲置平面空间将太阳能转化为电能，并进行储存、供能等。太阳能装置4包括常规的太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池组和逆变器，太阳能电池板用于吸收太阳能并将太阳能转化成电能，太阳能电池板在太阳能控制器的控制作用下对蓄电池组进行充电，逆变器用于将蓄电池组中的直流电能转变成交流电。
63.太阳能装置4一方面起到给厂房屋顶隔热的功能，另一方面给相关设备提供电能，具体地，太阳能装置4给进风降温装置1的进风风扇103、进风降温装置1的水泵105、排风装置2的排风风扇202以及照明装置3的控制器306供电。
64.根据本发明一个实施例，用于驱动进风风扇103和水泵105工作的电能来源优先选择太阳能装置4，当太阳能供能不足时，会自动切换到常规供电线路中这样有利于利用太阳能，降低生产车间能耗。排风风扇202的驱动电能来源优先选择太阳能装置4，当太阳能供能不足时，会自动切换到常规供电线路中，同样地，这样有利于利用太阳能，降低生产车间能耗。
65.本发明的生产车间环境辅助调节系统，主要有以下几点需要说明：
66.一、系统同时解决生产车间降温、通风、照明等问题，并利用绿色环保的方式加以实现；
67.二、系统由多部分组成的原因：单纯的进风降温装置1不能完全的实现生产车间空气循环流通，为提高降温效果，所以增加了排风装置2，在排风装置2上虽然增加了补充照明部件，但不足以完全改善生产车间照明条件，因此增加了照明装置3，另外，之所以要引入太阳能装置4，是因为太阳能装置4可以对生产车间屋顶起到隔热的效果，也可以认为是降温装置的补充，同时太阳能装置4作为其它设备的驱动能源，完全符合整体系统追求绿色环保、节能降耗的初衷；
68.三、在进风降温装置1中，同时利用蓄水池101的循环水降温，并利用进风通道102的棱台形状压缩空气，能实现充分的降温和通风效果(利用空气压缩放出热量、膨胀时吸热的基本原理，类同于冰箱的制冷过程)；
69.四、进风降温装置1的另一重点为蓄水池101的密封隔热要做好，储水量和深度要达到要求，满足这些前提的情况下，在室外温度30℃左右的情况下，蓄水池内的水温仍可保持在18℃以下；
70.五、在排风装置2中，利用排风通道201的棱台形状，压缩空气，实现气压差，提高排
风效果，同时排风通道201顶端出口处应用半球形透明钢化玻璃罩，既能阻挡雨雪、灰尘侵入生产车间，也可同时提供补充照明的功能；
71.六、在照明装置3中，利用单面凹透镜3011对光线具有散射作用的原理，可以通过顶端有限空间，将大量日光引入生产车间内部，并可以散射发出，不会像传统的凸透镜照明装置，还需要增加光线散射装置，带来了能量损耗，降低了照明效果；
72.七、并非单纯地考虑生产车间降温或是生产车间通风，而是两者相结合，关键点就是利用负压原理和热空气上升原理，将进风和出风装置无形中连为一体，形成对流，从而在降低生产车间温度的同时也保证了生产车间空气有效流通，一举两得；
73.八、系统内所有设备均配备两套电源系统，优先使用太阳能装置4提供的电能，太阳能蓄电池组电量不足时则启动常规电源系统。
74.本发明的生产车间环境辅助调节系统，充分考虑了生产车间生产的环境要素(生产车间温度、生产车间空气质量、生产车间照明光线)，在有效改善这三个环境要素的前提下，贯彻了节能环保的理念，具体涉及有效降低夏季生产车间温度、提高生产车间空气循环效率、日光补充照明、太阳能发电这几个方面，可实现生产车间降低温度、空气循环、照明和电能补充功能，适用于常规开放性生产车间，是一种绿色环保的系统，用于解决现有常规生产车间存在的一些问题：合理解决夏季生产车间内温度酷热的问题、解决生产车间内空气循环差的问题、解决生产车间较大时生产车间内部分区域白天照明不足需要开灯的问题、利用太阳能装置可以有效解决生产车间屋顶空间浪费的问题、解决生产车间辅助设施不节能不环保的问题，在不影响生产车间生产效率的前提下，在优化相关工作人员工作环境的同时，使企业更加绿色环保。
75.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
76.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。