[发明专利]一种具有温度自适应性的辐射制冷系统及调控方法

说明书

本发明公开了一种具有温度自适应性的辐射制冷系统及调控方法，辐射制冷系统，包括透射盖板、辐射制冷板和制冷空间；透射盖板，为高透射性高分子材料层‑相变材料层‑高分子膜层的三层结构；或，为均一板体，板体的材质为相变材料与高分子材料的混合物；辐射制冷板位于透射盖板与制冷空间之间，且与透射盖板之间预留空气层。该制冷结构可以自动响应环境温度的变化，并完成辐射制冷系统的自动“开启”和“关闭”。

技术领域

本发明属于辐射制冷技术领域，具体涉及一种具有温度自适应性的辐射制冷系统及调控方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

目前开发出的高效日间辐射制冷装置，可以将热辐射直接透过8-13微米波段的“大气窗口”发射到宇宙空间，实现辐射制冷；这使得辐射制冷技术已经具有了明显的实用价值。其中，其中有技术(Nature.2014；515:540-4.)公开了利用7层二氧化铪(HfO₂)和二氧化硅(SiO₂)辐射体和银涂层反射体，成功的反射了97％的入射光，在光照强度850W/m²的情况下制冷功率达到40.1W/m²，并降温4.9℃。利用100微米聚二甲基硅氧烷(PDMS)、500微米二氧化硅和120纳米银涂层组成的三层结构实现了辐射制冷(ACS Photonics.2017；4:626-30)，其制冷降温在日间和夜晚分别达到8.2℃和8.4℃，制冷功率达127W/m²。或是采用真空封装的辐射制冷装置(Nat Co毫米un.2016；7:13729.)，24小时连续实验结果证明其平均降温温差和峰值分别达到37℃和42℃。或是采用辊压方法制备出含有随机分布的二氧化硅微球的高分子超材料薄膜，而后在薄膜的底部涂上一层纳米银即可实现辐射制冷(Science.2017；355:1062-6.)，该辐射制冷装置在直射阳光下的制冷功率达到93W/m²，且方便大规模制造与使用。

但以上辐射制冷系统的热辐射率是固定不变的，而当环境温度低到不再需要冷却时，如寒冷的冬天，用于建筑上的辐射制冷系统会继续工作，造成室内的温度过低，反而会增加供暖的能耗。

发明内容

针对上述现有辐射系统制冷无法自动调节的问题，本发明的目的是提供一种具有温度自适应性的辐射制冷系统及调控方法。该辐射制冷系统可以自动响应环境温度的变化，并完成辐射制冷过程的自动“开启”和“关闭”，且全程无需任何能量输入和反馈控制系统，可以极大地降低系统的复杂性和成本。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种具有温度自适应性的辐射制冷系统，包括透射盖板、辐射制冷板和制冷空间；

透射盖板，为高透射性高分子材料层-相变材料层-高透射性高分子材料层的三层结构；

或，为均一板体，板体的材质为相变材料与高分子材料的复合材料；

辐射制冷板位于透射盖板与制冷空间之间，且与透射盖板之间预留空气层。

一种具有温度自适应性的辐射制冷调控方法，包括如下步骤：

当环境温度低于临界温度时，相变材料凝固，透射盖板的近红外和可见光光谱透射率降低，使得辐射制冷板发射的红外光无法通过透射盖板发射到太空中，关闭辐射制冷功能；

当环境温度升高至临界温度时，相变材料熔化，透射盖板的近红外波段和可见光光谱透射率升高，制冷板发射的红外光可以发射到太空中，实现辐射制冷。

本发明的有益效果为：