一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置。包括頂面敞口的箱體、集熱板、輻射制冷薄膜、空氣流道、銅管、進(jìn)出風(fēng)口、進(jìn)出水口；所述箱體材料為保溫材料，箱體敞口處設(shè)有全波段高透過(guò)率材料膜；集熱板涂有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，在0.2～3μm的太陽(yáng)輻射波段內(nèi)的吸收率為90~95%；輻射制冷薄膜在8～13μm的大氣窗口波段內(nèi)的發(fā)射率為80～90%，而在其他波段的透過(guò)率為70~90%；本發(fā)明既能白天制取熱水和熱空氣，又能夜間制取冷空氣，有效解決了傳統(tǒng)的平板太陽(yáng)能集熱器和輻射制冷裝置功能單一的局限性，提高了裝置和建筑物屋頂單位面積的利用效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于能源利用技術(shù)的領(lǐng)域，具體涉及太陽(yáng)能集熱和輻射制冷的綜合應(yīng)用?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)太陽(yáng)能利用研究得較多的是太陽(yáng)能集熱技術(shù)，而平板型太陽(yáng)集熱器是太陽(yáng)集熱器中一種最基本的類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、成本適宜，還具有承壓能力強(qiáng)、集熱面積大等特點(diǎn)，是太陽(yáng)能與建筑結(jié)合最佳選擇的集熱器類(lèi)型之一。另一方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)輻射制冷技術(shù)的研究起步較晚，進(jìn)展也相對(duì)緩慢。所謂輻射制冷是指地面上的物體通過(guò)“大氣窗口 ”之一的8~13 μ m波段與溫度很低的外太空進(jìn)行輻射換熱從而達(dá)到一定的制冷效果。輻射制冷具有零耗能、零污染、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)建筑物空調(diào)降溫節(jié)能和環(huán)境保護(hù)具有積極意義。
[0003]雖然太陽(yáng)能集熱技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是由于受到晝夜更迭的影響，太陽(yáng)能集熱器在夜間常處于閑置狀態(tài)，這大大降低了其使用效率；另一方面，輻射制冷也有功能單一、制冷功率不夠大，有一定的上限，導(dǎo)致裝置成本較高，且輻射制冷裝置在白天很難實(shí)現(xiàn)制冷效果等缺陷，由于太陽(yáng)能平板集熱器或輻射制冷裝置常布置于面積有限的建筑物屋頂，這也大大降低了屋頂單位面積的利用效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了彌補(bǔ)太陽(yáng)能平板集熱器和輻射制冷裝置各自的局限性，本發(fā)明結(jié)合兩者的特點(diǎn)，提出了一種能夠同時(shí)滿(mǎn)足白天集熱和晚上制冷的太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置。
[0005]一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置包括頂面敞口的箱體，箱體內(nèi)底部均布排列設(shè)有金屬管，每根金屬管的兩端分別連通著集管，兩根集管的一端分別伸至箱體的外部，一根集管的外伸端為進(jìn)水口，另一根`集管的外伸端為出水口 ；均布排列的金屬管上設(shè)有集熱板，集熱板上方的箱體內(nèi)中部設(shè)有輻射制冷薄膜，輻射制冷薄膜上方的箱體的敞口處設(shè)有全波段高透過(guò)率材料膜；所述集熱板和輻射制冷薄膜之間的空腔形成空氣流道，空氣流道的一端為進(jìn)風(fēng)口，另一端為出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口分別貫通位于箱體的側(cè)壁上。
[0006]所述箱體材料為保溫材料，所述保溫材料為玻璃棉或礦渣棉。
[0007]所述金屬管為銅管。
[0008]與輻射制冷薄膜對(duì)應(yīng)的集熱板一側(cè)面上設(shè)有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，其在0.2~3 μ m的太陽(yáng)輻射波段的吸收率為90~95%。
[0009]所述太陽(yáng)能選擇性吸收涂層材料為金屬陶瓷鍍膜帶或黑鉻涂層。
[0010]所述輻射制冷薄膜材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜或聚氟乙烯薄膜，在8~13 μ m的大氣窗口波段內(nèi)的發(fā)射率為80~90%，在其他波段的透過(guò)率為70、0%。
[0011 ] 所述全波段高透過(guò)率材料膜為聚乙烯薄膜，在O~25 μ m波段的透過(guò)率大于80%，其中在0.2^3 μ m的太陽(yáng)輻射波段和8~13 μ m的大氣窗口波段的透過(guò)率為85~90%。[0012]本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面:
1.通過(guò)增設(shè)全波段高透過(guò)率材料膜，在0.2^3 μ m的太陽(yáng)輻射波段和8~13 μ m的大氣窗口波段的透過(guò)率達(dá)到85~90%，這樣既能在白天使大部分太陽(yáng)輻射透過(guò)全波段高透過(guò)率材料膜投射到集熱板上，又能在夜間使輻射制冷薄膜輻射的熱量有效地透過(guò)全波段高透過(guò)率材料膜散發(fā)到外太空中，此外，全波段高透過(guò)率材料膜的存在還能有效地減少輻射制冷薄膜和集熱板與外界環(huán)境間的對(duì)流換熱；
2.通過(guò)增設(shè)輻射制冷薄膜，在8~13μ m的大氣窗口波段內(nèi)具有較高的發(fā)射率，而在其他波段內(nèi)，特別是0.2~3 μ m的太陽(yáng)輻射波段內(nèi)具有較高的透過(guò)率，這種特性使得在白天絕大部分太陽(yáng)輻射可以透過(guò)輻射制冷薄膜后投射到集熱板上，而在夜間利用其在8~13 μ m波段內(nèi)較高的發(fā)射率向外太空輻射熱量進(jìn)行制冷；
3.集熱板正面涂有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，其在0.2~3μπι的太陽(yáng)輻射波段的吸收率為90~95%，而在其他波段具有很低的發(fā)射率，利用太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的這種特點(diǎn)，可以使得絕大部分投射到集熱板上的太陽(yáng)輻射能被吸收，同時(shí)大大降低集熱板通過(guò)紅外波段向外輻射散失熱量，集熱板背面焊接有銅管，循環(huán)水通過(guò)其中帶走集熱板吸收的熱量后，進(jìn)入保溫水箱；
4.在集熱板和輻射制冷薄膜之間的空腔形成空氣流道，白天制取熱空氣時(shí)，冷空氣通過(guò)空氣流道吸收集熱板的熱量后被加熱，成為熱空氣，用于房間供暖或物品干燥等；夜間制取冷空氣時(shí)，熱空氣通過(guò)空氣流道向輻射制冷薄膜傳遞熱量后被冷卻，成為冷空氣，用于房間供冷或蔬果保鮮等。
[0013]綜上所述，本發(fā)明所述的太陽(yáng)能集熱一輻射制冷綜合應(yīng)用裝置既能白天制取熱水和熱空氣，又能在夜間制取冷空氣，有效地解決了傳統(tǒng)的平板太陽(yáng)能集熱器只能制取熱水、輻射制冷裝置只能在夜間進(jìn)行制冷的功能單一的局限性，克服了晝夜更迭和季節(jié)變化對(duì)裝置利用率的影響，且提高了建`筑物屋頂單位面積的利用效率，拓寬了太陽(yáng)能集熱技術(shù)和輻射制冷技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，具有極大的推廣價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的局部放大圖。
[0016]圖3為圖1的橫剖圖。
[0017]上圖中序號(hào):進(jìn)水口 1、出水口 2、進(jìn)風(fēng)口 3、出風(fēng)口 4、銅管5、集管6、箱體7、全波段高透過(guò)率材料膜8、輻射制冷薄膜9、集熱板10、空氣流道11。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例1
參見(jiàn)圖1，一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置包括頂面敞口的箱體7，箱體7材料為玻璃棉的保溫材料。箱體7內(nèi)底部均布排列安裝著一組銅管5，每根銅管5的兩端分別連通著集管6，兩根集管6的一端分別伸至箱體7的外部，一根集管6的外伸端為進(jìn)水口1，另一根集管6的外伸端為出水口 2。參見(jiàn)圖2和圖3，均布排列的銅管5上安裝有集熱板10，與輻射制冷薄膜9對(duì)應(yīng)的集熱板10 —側(cè)面上設(shè)有金屬陶瓷鍍膜帶，金屬陶瓷鍍膜帶在
0.2~3 μ m的太陽(yáng)輻射波段的吸收率為90~95%。集熱板10上方的箱體7內(nèi)中部安裝有輻射制冷薄膜9，輻射制冷薄膜9材料為聚氟乙烯薄膜，聚氟乙烯薄膜在8~13 μ m的大氣窗口波段內(nèi)的發(fā)射率為80~90%，在其他波段的透過(guò)率為70-90%。輻射制冷薄膜9上方的箱體的敞口處安裝有全波段高透過(guò)率材料膜8，全波段高透過(guò)率材料膜8為聚乙烯薄膜，聚乙烯薄膜在O~25 μ m波段的透過(guò)率大于80%，其中在0.2^3 μ m的太陽(yáng)輻射波段和8~13 μ m的大氣窗口波段的透過(guò)率為85~90%。集熱板10和輻射制冷薄膜9之間的空腔形成空氣流道11，空氣流道11的一端為進(jìn)風(fēng)口 3，另一端為出風(fēng)口 4，進(jìn)風(fēng)口 3和出風(fēng)口 4分別貫通位于箱體7的側(cè)壁上。
[0020]在白天制取熱水模式時(shí)，進(jìn)風(fēng)口 3和出風(fēng)口 4關(guān)閉，進(jìn)水口 I和出水口 2開(kāi)通，保溫水箱中的冷水由進(jìn)水口 I流入，經(jīng)集熱板10背面的銅管5帶走集熱板10所吸收的熱量，再由出水口 2流入保溫水箱內(nèi)，完成一個(gè)循環(huán)。
[0021]在白天制取熱空氣時(shí)，進(jìn)水口 I和出水口 2關(guān)閉，進(jìn)風(fēng)口 3和出風(fēng)口 4開(kāi)通，冷空氣由進(jìn)風(fēng)口 3進(jìn)入空氣流道11，在空氣流道11內(nèi)吸收集熱板10的熱量變成熱空氣，然后由出風(fēng)口 4流出，得到的熱空氣可用于房間供暖或物品的干燥等。
[0022]在夜間制取冷空氣時(shí)，進(jìn)水口 I和出水口 2關(guān)閉，進(jìn)風(fēng)口 3和出風(fēng)口 4開(kāi)通，熱空氣由進(jìn)風(fēng)口 3進(jìn)入空氣流道11，在空氣流道11內(nèi)將熱量傳遞給輻射制冷薄膜9后變成冷空氣，輻射制冷薄膜9通過(guò)輻射制冷的方式將熱量輻射至外太空，被冷卻后的空氣由出風(fēng)口 4流出，得到的冷空氣可用于房間供冷或蔬果保鮮等。
[0023]實(shí)施例2
箱體7材料為礦渣棉；與輻射制冷薄膜9對(duì)應(yīng)的集熱板10 —側(cè)面上設(shè)有黑鉻涂層；輻射制冷薄膜9材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
[0024]其它結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1。`
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于:包括頂面敞口的箱體，箱體內(nèi)底部均布排列設(shè)有金屬管，每根金屬管的兩端分別連通著集管，兩根集管的一端分別伸至箱體的外部，一根集管的外伸端為進(jìn)水口，另一根集管的外伸端為出水口 ；均布排列的金屬管上設(shè)有集熱板，集熱板上方的箱體內(nèi)中部設(shè)有輻射制冷薄膜，輻射制冷薄膜上方的箱體的敞口處設(shè)有全波段高透過(guò)率材料膜；所述集熱板和輻射制冷薄膜之間的空腔形成空氣流道，空氣流道的一端為進(jìn)風(fēng)口，另一端為出風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口分別貫通位于箱體的側(cè)壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于:所述箱體材料為保溫材料，所述保溫材料為玻璃棉或礦渣棉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于:所述金屬管為銅管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于--與輻射制冷薄膜對(duì)應(yīng)的集熱板一側(cè)面上設(shè)有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層，其在0.2~3 μ m的太陽(yáng)輻射波段的吸收率為90~95%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于:所述太陽(yáng)能選擇性吸收涂層材料為金屬陶瓷鍍膜帶或黑鉻涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于:所述輻射制冷薄膜材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜或聚氟乙烯薄膜，在8~13 μ m的大氣窗口波段內(nèi)的發(fā)射率為80~90%，在其他波段的透過(guò)率為70-90%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)能集熱和輻射制冷綜合應(yīng)用裝置，其特征在于:所述全波段高透過(guò)率材料膜為聚乙烯薄膜，在O~25 μ m波段的透過(guò)率大于80%，其中在0.2^3 μ m的太陽(yáng)輻射波段和8~13 μ m的大氣窗口波段的透過(guò)率為85~90%。
【文檔編號(hào)】F25B29/00GK103776196SQ201410063786
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】裴剛, 胡名科, 鄭仁春, 季杰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)