SolaRoof運作原理

如我們在首頁所述,SolaRoof是PyraPOD的核心,而PyraPOD是前者的最小體現。原因是,物理和結構形狀可以是您在此頁面左右所看到的任何模式——單擊以查看大圖。

簡而言之,SolaRoof的名字就說明了一切。它至少帶有兩個含義:(1) Solar Roof 陽光屋頂——從這個意義上講,它就像一個被動式的日光溫室,盡最大可能讓太陽光進來。而且,在太陽光進來的同時,將其中的熱能存儲起來,創建舒適的溫度。這是白天太熱晚上太冷的傳統單層溫室所無法做到的,這將帶出下一個重點。

(2) Sola Roof 唯獨屋頂——爲了采光並創造舒適的環境,我們只需要關注屋頂,在屋頂上下工夫。就溫室而言,整個覆膜都是屋頂,包括溫室的北面也一樣,全透明,使采光最大化。但單層覆膜的問題是,透光性好就意味著絕熱保溫性能差,反之亦然。一般來說,這是無解的一對矛盾。

解決這個矛盾的辦法是,我們采用雙層覆膜。而且在此雙層的夾層中填充可“召之即來、揮之即去”的肥皂泡,就徹底解決了所有的問題!而且其它一系列的好處也隨之而來。

肥皂泡既然將空氣鎖定在泡泡裏,就阻隔了空氣的對流,起到絕佳的絕熱保溫效果。由于肥皂泡裏面的水分子是最好的吸熱介質,而且因爲當肥皂液被吹成小氣泡時,表面積被放大千倍之緣故,使得吸熱的效果被大大提升。更重要的是,肥皂泡在截獲太陽光中的紅光熱能的同時,又不會阻止其余的光譜通過衍射的方式全部進來。如此,一舉多得,讓小小的氣泡發揮出與天空中的雲彩相同的果效。生成氣泡的方法也極其簡單,用一個小水泵和風扇就搞定了。請看如下視頻中的實際運作:

現在來看一下,在夜間或冬季室外非常寒冷的情況下,SolaRoof是如何保溫蓄熱的…

您會看到,肥皂泡充滿整個雙層空腔的各個角落和空間,形成了一個厚厚的保溫區,就像地球周圍的大氣層給地球保溫一樣。想一想,當周圍左右,上下到處都高度保溫絕熱的密封屏障時,內部會是什麽樣情況?大略的情況是,一英寸厚的肥皂泡相等于保溫絕熱值是R1。如果雙層腔的厚度爲2英尺的話,也就是24英寸,那麽我們就可以很容易實現R24的保溫效果,只需在兩層膜之間充入肥皂泡就可以了。

當太陽升起時,特別是在夏天,當內部很熱您盼望有遮陽裝置的時候,是什麽情況呢?下面的圖片顯示肥皂泡如何爲您降溫蓄熱:

正如您在上圖中所看到的,除了在南側有一層厚厚的肥皂泡遮陽外,我們在北側還有一層流動的肥皂液薄膜。盡管南側爲我們提供了所需的遮陽效果,而北側爲我們提供了最大的間接透光率,但兩側仍然具有吸熱和在水中蓄熱的能力——後者相當于在最熱的天氣爲大棚降溫納涼。實際上,兩側在底部都有承接肥皂液的托盤,用于收集流下來的肥皂液,以便其可以又流回中央儲液池裏,而水泵正是在那裏將肥皂液送到屋頂。這樣,我們不需要的多余太陽熱就會被輕松地存儲起來,以便在晚上太陽落下時緩慢地釋放出來。

看一個實際記錄肥皂液膜流動的視頻:

也可以看一下CCTV7台的農廣天地制作的這個視頻:

下面數據是理查德在他後院搭建的雙層溫室裏四個溫度(肥皂液蓄熱池、室內、肥皂泡中層、室外)的跟蹤情況,清楚顯明夾層和室內的溫度,在用肥皂泡填充夾層前,在中午很高,但在填充肥皂泡之後溫度就很快降了下來:

第二個圖顯示連續使用肥皂泡填充控溫後的溫度變化情況:

如果您有更深的洞察力,就會看到,如此簡單的裝置,至少可以帶出以下7合1的功能:

  1. 輕巧且堅固的結構,可快速搭建 li>
  2. 高透明的雙覆膜機制 li>
  3. 簡潔快速的皂液/氣泡生成和轉化 li>
  4. 動態快速的吸熱保溫和遮陽納涼功能 li>
  5. 可控的密封環境,富含二氧化碳和可循環使用的水資源 li>
  6. 有用的副産品,比如可再利用的藻類和因冷凝而收集的潔淨水 li>
  7. 開放和經濟實用的設計,爲自立的家庭、社區和商家提供低成本且可持續的生態環境 li>
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