[实用新型]采用转杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置

说明书

本实用新型公开了一种采用转杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其包括：辐射冷却反光板、转杆模块、接收器模块；辐射冷却反光板包括弧形板层，弧形板层的上表面覆有光谱选择性涂层，下表面嵌有多个沿弧线拉伸方向水平放置的冷却管道；转杆模块带动接收器模块转动；辐射冷却反光板下设有可调节的基座。本申请可以同时实现太阳能中温集热和辐射制冷，单位面积利用率和能源综合利用效率高，装置稳定性高，同时具有重量轻和建造及维护成本低的优势。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能集热及辐射制冷集成装置，特别是一种采用转杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，属于新能源与节能技术领域。

背景技术

天空辐射制冷是利用部分可以穿透大气层的特定波长电磁波，将物体的热量以红外辐射的形式永久地释放进宇宙的制冷方式。该技术为我们提供了一个清洁的、无能耗的冷源，尤其是近几年在光学和材料学上的研究，实现了在白天太阳直射下仍能将物体降温，天空辐射制冷吸引了世界各国科研人员的广泛关注。

另一方面，由于太阳能集热器和辐射制冷装置在结构上和位置上的相似性，功能和工作时段互补，有研究人员提出了平板太阳能集热器和辐射制冷装置通过光谱特性和结构参数的设计，将这两种物理过程有机结合在同一套装置上。该复合装置能够实现白天太阳能集热和夜间辐射制冷，从而实现装置的多功能、全天候和跨季节利用，提高能源综合利用效率和时间利用率，缩短投资回收期，促进可再生能源的规模化应用。

但目前的太阳能集热与辐射制冷的结合局限于平板太阳能集热器和辐射制冷装置，平板太阳能集热器一般仅适用于80℃以下的集热，同时由于为了白天更好的进行制冷，减少太阳辐射对制冷的影响，需要尽可能的反射太阳光辐射，这使得同时高效率的实现集热和制冷较为困难，而用于聚光集热的反光镜可以反射95%以上的太阳辐射，结合适合“大气窗口”波段（8-13μm）的选择性涂层，可以实现辐射制冷的同时进行中高温太阳能集热。

采用反光镜的太阳能聚光集热方式包括线聚焦（槽式、线性菲涅尔式）和点聚焦方式（塔式、碟式），其中线聚焦方式由于成本低、适用范围广而得到更多的推广应用。通过聚光方式可以获得更高温度的工质，将太阳能转化为更高品位的热能。但以上聚光方式不是很适合与辐射制冷结合，主要原因：1）反射镜工作时需要根据太阳位置进行转动，不便于布置制冷管道；2）为了避免反光镜之间的遮挡，反光镜之间存在较大的间距，冷辐射有效面积低；3）反光镜的朝向不是正对着天空，辐射角系数小且波动，影响冷辐射制冷量。此外，目前的线聚焦方式在集热方面还存在以下不足：1）集热装置建造成本偏高，比如槽式集热装置成本约5.2元/W，线性菲涅尔式集热装置成本约4.5元/W，相对于传统及其它能源优势不明显；2）维护成本高，存在大量的转动部件，结构复杂且故障率大；3）单位面积地面太阳能利用率低，槽式集热器和线性菲涅尔式集热器的占地面积有效利用率仅约为55%和65%；4）槽式集热器存在装置偏重、抗风性能差等不足，线性菲涅尔式存在聚光效率和聚光比偏低等不足。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的在于克服上述现有线聚焦集热装置及辐射制冷结合方式的缺陷，提供了一种反光板无需转动的、可以同时实现太阳能中温集热和辐射制冷的高效线聚焦装置，投资费用低，单位面积利用率和能源综合利用效率高，抗风性能好，装置稳定性高，同时具有重量轻和建造及维护成本低的优势。

技术方案：为解决上述技术问题，本申请提出了一种采用转杆式定反光板聚光的中温集热与辐射制冷双效装置，其包括：

辐射冷却反光板，该辐射冷却反光板包括弧形板层，弧形板层的上表面覆有光谱选择性涂层，光谱选择性涂层包括中红外高发射材料层和太阳辐射高反射材料层，弧形板层呈弧线拉伸而成的凹槽，弧形板层下表面嵌有多个沿弧线拉伸方向水平放置的冷却管道；弧形板层和冷却管道的下表面覆有保温层。