CN103776196B - 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置 - Google Patents

一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103776196B
CN103776196B CN201410063786.1A CN201410063786A CN103776196B CN 103776196 B CN103776196 B CN 103776196B CN 201410063786 A CN201410063786 A CN 201410063786A CN 103776196 B CN103776196 B CN 103776196B
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation refrigeration
radiation
film
solar
solar energy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410063786.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103776196A (zh
Inventor
裴刚
胡名科
郑仁春
季杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology of China USTC
Original Assignee
University of Science and Technology of China USTC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology of China USTC filed Critical University of Science and Technology of China USTC
Priority to CN201410063786.1A priority Critical patent/CN103776196B/zh
Publication of CN103776196A publication Critical patent/CN103776196A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103776196B publication Critical patent/CN103776196B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Building Environments (AREA)

Abstract

本发明专利涉及一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置。包括顶面敞口的箱体、集热板、辐射制冷薄膜、空气流道、铜管、进出风口、进出水口;所述箱体材料为保温材料,箱体敞口处设有全波段高透过率材料膜;集热板涂有太阳能选择性吸收涂层,在0.2~3μm的太阳辐射波段内的吸收率为90~95%;辐射制冷薄膜在8~13μm的大气窗口波段内的发射率为80~90%,而在其他波段的透过率为70~90%;本发明既能白天制取热水和热空气,又能夜间制取冷空气,有效解决了传统的平板太阳能集热器和辐射制冷装置功能单一的局限性,提高了装置和建筑物屋顶单位面积的利用效率。

Description

一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置
技术领域
本发明属于能源利用技术的领域,具体涉及太阳能集热和辐射制冷的综合应用。
背景技术
目前,国内外学者对太阳能利用研究得较多的是太阳能集热技术,而平板型太阳集热器是太阳集热器中一种最基本的类型,其结构简单、运行可靠、成本适宜,还具有承压能力强、集热面积大等特点,是太阳能与建筑结合最佳选择的集热器类型之一。另一方面,国内外学者对辐射制冷技术的研究起步较晚,进展也相对缓慢。所谓辐射制冷是指地面上的物体通过“大气窗口”之一的8~13μm波段与温度很低的外太空进行辐射换热从而达到一定的制冷效果。辐射制冷具有零耗能、零污染、无运动部件等优点,对建筑物空调降温节能和环境保护具有积极意义。
虽然太阳能集热技术已经非常成熟,但是由于受到昼夜更迭的影响,太阳能集热器在夜间常处于闲置状态,这大大降低了其使用效率;另一方面,辐射制冷也有功能单一、制冷功率不够大,有一定的上限,导致装置成本较高,且辐射制冷装置在白天很难实现制冷效果等缺陷,由于太阳能平板集热器或辐射制冷装置常布置于面积有限的建筑物屋顶,这也大大降低了屋顶单位面积的利用效率。
发明内容
为了弥补太阳能平板集热器和辐射制冷装置各自的局限性,本发明结合两者的特点,提出了一种能够同时满足白天集热和晚上制冷的太阳能集热和辐射制冷综合应用装置。
一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置包括顶面敞口的箱体,箱体内底部均布排列设有金属管,每根金属管的两端分别连通着集管,两根集管的一端分别伸至箱体的外部,一根集管的外伸端为进水口,另一根集管的外伸端为出水口;均布排列的金属管上设有集热板,集热板上方的箱体内中部设有辐射制冷薄膜,辐射制冷薄膜上方的箱体的敞口处设有全波段高透过率材料膜;所述集热板和辐射制冷薄膜之间的空腔形成空气流道,空气流道的一端为进风口,另一端为出风口,所述进风口和出风口分别贯通位于箱体的侧壁上。
所述箱体材料为保温材料,所述保温材料为玻璃棉或矿渣棉。
所述金属管为铜管。
与辐射制冷薄膜对应的集热板一侧面上设有太阳能选择性吸收涂层,其在0.2~3μm的太阳辐射波段的吸收率为90~95%。
所述太阳能选择性吸收涂层材料为金属陶瓷镀膜带或黑铬涂层。
所述辐射制冷薄膜材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜或聚氟乙烯薄膜,在8~13μm的大气窗口波段内的发射率为80~90%,在其他波段的透过率为70~90%。
所述全波段高透过率材料膜为聚乙烯薄膜,在0~25μm波段的透过率大于80%,其中在0.2~3μm的太阳辐射波段和8~13μm的大气窗口波段的透过率为85~90%。
本发明的有益技术效果体现在以下方面:
1.通过增设全波段高透过率材料膜,在0.2~3μm的太阳辐射波段和8~13μm的大气窗口波段的透过率达到85~90%,这样既能在白天使大部分太阳辐射透过全波段高透过率材料膜投射到集热板上,又能在夜间使辐射制冷薄膜辐射的热量有效地透过全波段高透过率材料膜散发到外太空中,此外,全波段高透过率材料膜的存在还能有效地减少辐射制冷薄膜和集热板与外界环境间的对流换热;
2.通过增设辐射制冷薄膜,在8~13μm的大气窗口波段内具有较高的发射率,而在其他波段内,特别是0.2~3μm的太阳辐射波段内具有较高的透过率,这种特性使得在白天绝大部分太阳辐射可以透过辐射制冷薄膜后投射到集热板上,而在夜间利用其在8~13μm波段内较高的发射率向外太空辐射热量进行制冷;
3.集热板正面涂有太阳能选择性吸收涂层,其在0.2~3μm的太阳辐射波段的吸收率为90~95%,而在其他波段具有很低的发射率,利用太阳能选择性吸收涂层的这种特点,可以使得绝大部分投射到集热板上的太阳辐射能被吸收,同时大大降低集热板通过红外波段向外辐射散失热量,集热板背面焊接有铜管,循环水通过其中带走集热板吸收的热量后,进入保温水箱;
4.在集热板和辐射制冷薄膜之间的空腔形成空气流道,白天制取热空气时,冷空气通过空气流道吸收集热板的热量后被加热,成为热空气,用于房间供暖或物品干燥等;夜间制取冷空气时,热空气通过空气流道向辐射制冷薄膜传递热量后被冷却,成为冷空气,用于房间供冷或蔬果保鲜等。
综上所述,本发明所述的太阳能集热—辐射制冷综合应用装置既能白天制取热水和热空气,又能在夜间制取冷空气,有效地解决了传统的平板太阳能集热器只能制取热水、辐射制冷装置只能在夜间进行制冷的功能单一的局限性,克服了昼夜更迭和季节变化对装置利用率的影响,且提高了建筑物屋顶单位面积的利用效率,拓宽了太阳能集热技术和辐射制冷技术的应用领域,具有极大的推广价值。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为图1的横剖图。
上图中序号:进水口1、出水口2、进风口3、出风口4、铜管5、集管6、箱体7、全波段高透过率材料膜8、辐射制冷薄膜9、集热板10、空气流道11。
具体实施方式
下面结合附图,通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
参见图1,一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置包括顶面敞口的箱体7,箱体7材料为玻璃棉的保温材料。箱体7内底部均布排列安装着一组铜管5,每根铜管5的两端分别连通着集管6,两根集管6的一端分别伸至箱体7的外部,一根集管6的外伸端为进水口1,另一根集管6的外伸端为出水口2。参见图2和图3,均布排列的铜管5上安装有集热板10,与辐射制冷薄膜9对应的集热板10一侧面上设有金属陶瓷镀膜带,金属陶瓷镀膜带在0.2~3μm的太阳辐射波段的吸收率为90~95%。集热板10上方的箱体7内中部安装有辐射制冷薄膜9,辐射制冷薄膜9材料为聚氟乙烯薄膜,聚氟乙烯薄膜在8~13μm的大气窗口波段内的发射率为80~90%,在其他波段的透过率为70~90%。辐射制冷薄膜9上方的箱体的敞口处安装有全波段高透过率材料膜8,全波段高透过率材料膜8为聚乙烯薄膜,聚乙烯薄膜在0~25μm波段的透过率大于80%,其中在0.2~3μm的太阳辐射波段和8~13μm的大气窗口波段的透过率为85~90%。集热板10和辐射制冷薄膜9之间的空腔形成空气流道11,空气流道11的一端为进风口3,另一端为出风口4,进风口3和出风口4分别贯通位于箱体7的侧壁上。
在白天制取热水模式时,进风口3和出风口4关闭,进水口1和出水口2开通,保温水箱中的冷水由进水口1流入,经集热板10背面的铜管5带走集热板10所吸收的热量,再由出水口2流入保温水箱内,完成一个循环。
在白天制取热空气时,进水口1和出水口2关闭,进风口3和出风口4开通,冷空气由进风口3进入空气流道11,在空气流道11内吸收集热板10的热量变成热空气,然后由出风口4流出,得到的热空气可用于房间供暖或物品的干燥等。
在夜间制取冷空气时,进水口1和出水口2关闭,进风口3和出风口4开通,热空气由进风口3进入空气流道11,在空气流道11内将热量传递给辐射制冷薄膜9后变成冷空气,辐射制冷薄膜9通过辐射制冷的方式将热量辐射至外太空,被冷却后的空气由出风口4流出,得到的冷空气可用于房间供冷或蔬果保鲜等。
实施例2
箱体7材料为矿渣棉;与辐射制冷薄膜9对应的集热板10一侧面上设有黑铬涂层;辐射制冷薄膜9材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
其它结构同实施例1。

Claims (7)

1.一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:包括顶面敞口的箱体,箱体内底部均布排列设有金属管,每根金属管的两端分别连通着集管,两根集管的一端分别伸至箱体的外部,一根集管的外伸端为进水口,另一根集管的外伸端为出水口;均布排列的金属管上设有集热板,集热板上方的箱体内中部设有辐射制冷薄膜,辐射制冷薄膜上方的箱体的敞口处设有全波段高透过率材料膜;所述集热板和辐射制冷薄膜之间的空腔形成空气流道,空气流道的一端为进风口,另一端为出风口,所述进风口和出风口分别贯通位于箱体的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:所述箱体材料为保温材料,所述保温材料为玻璃棉或矿渣棉。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:所述金属管为铜管。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:与辐射制冷薄膜对应的集热板一侧面上设有太阳能选择性吸收涂层,其在0.2~3μm的太阳辐射波段的吸收率为90~95%。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:所述太阳能选择性吸收涂层材料为金属陶瓷镀膜带或黑铬涂层。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:所述辐射制冷薄膜材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜或聚氟乙烯薄膜,在8~13μm的大气窗口波段内的发射率为80~90%,在其他波段的透过率为70~90%。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置,其特征在于:所述全波段高透过率材料膜为聚乙烯薄膜,在0~25μm波段的透过率大于80%,其中在0.2~3μm的太阳辐射波段和8~13μm的大气窗口波段的透过率为85~90%。
CN201410063786.1A 2014-02-25 2014-02-25 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置 Active CN103776196B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410063786.1A CN103776196B (zh) 2014-02-25 2014-02-25 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410063786.1A CN103776196B (zh) 2014-02-25 2014-02-25 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103776196A CN103776196A (zh) 2014-05-07
CN103776196B true CN103776196B (zh) 2016-03-30

Family

ID=50568738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410063786.1A Active CN103776196B (zh) 2014-02-25 2014-02-25 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103776196B (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105245184B (zh) * 2015-11-03 2017-09-19 广东五星太阳能股份有限公司 具有夜间辐射制冷功能的平板型光伏光热综合利用装置
CN105241081B (zh) * 2015-11-03 2017-08-29 广东五星太阳能股份有限公司 具有白天集热和夜间辐射制冷功能的复合抛物面聚光集散热器
CN105957912B (zh) * 2016-07-01 2017-08-29 中国科学技术大学 一种多功能的光谱选择性封装材料
CN106524358B (zh) * 2016-12-07 2022-07-15 中国科学技术大学 一种太阳能光伏发电-辐射制冷的综合装置
CN107936389A (zh) * 2017-11-10 2018-04-20 新奥科技发展有限公司 一种复合膜及其制备方法
MX2020010413A (es) * 2018-04-04 2021-06-18 The Research Foundation Of The State Univ Of New York Sistemas y metodos de refrigeracion pasiva y radiador para la misma.
CN108507227B (zh) * 2018-04-20 2024-05-07 宁波瑞凌新能源科技有限公司 一种利用辐射制冷的冷却水系统
CN108561993A (zh) * 2018-06-12 2018-09-21 宁波瑞凌节能环保创新与产业研究院 一种辐射实现能量转换的建筑节能系统
CN109237677B (zh) * 2018-09-27 2020-06-30 华中科技大学 一种集热-辐射装置及其制冷系统
CN109631417B (zh) * 2019-01-04 2020-12-15 重庆大学 一种具有夜间辐射制冷功能的光伏光热一体化装置
CN109631416B (zh) * 2019-01-04 2021-02-26 重庆大学 水气两用平板型太阳能集热和辐射制冷综合利用装置
CN109668347A (zh) * 2019-01-19 2019-04-23 天津大学 基于生物塑料的分级多孔被动式辐射冷却结构及冷却方法
CN109631409A (zh) * 2019-01-19 2019-04-16 天津大学 耐高温高红外发射的被动式辐射冷却结构及冷却方法
CN109631408A (zh) * 2019-01-19 2019-04-16 天津大学 生物可降解红外发射被动式辐射冷却结构及冷却方法
CN109708336A (zh) * 2019-01-19 2019-05-03 天津大学 基于反相合成的分级多孔被动式辐射冷却结构及冷却方法
CN110762663A (zh) * 2019-10-14 2020-02-07 珠海格力电器股份有限公司 一种基于夜间辐射结合露点蒸发冷却的pvt复合装置、空调
CN112523303B (zh) * 2020-12-01 2021-12-17 南京大学 一种新型的空气取水装置及其应用
CN113587458B (zh) * 2021-06-16 2022-09-06 东南大学 一种可同时从太阳获取热源和从宇宙深空获取冷源的装置
CN115031316A (zh) * 2022-06-08 2022-09-09 广州大学 一种基于气凝胶复合材料的天空辐射冷却系统
CN115264993A (zh) * 2022-07-19 2022-11-01 南京工业大学 一种新型辐射制冷材料

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224803A (en) * 1978-11-07 1980-09-30 Leonard Greiner Chemical heat pump
CN203100286U (zh) * 2013-01-25 2013-07-31 长沙鹞翔科技有限公司 一种太阳能与空气能双能热源塔
CN103287014B (zh) * 2013-06-27 2015-05-13 裴刚 满足太阳能集热和辐射制冷的选择性吸收发射复合材料
CN103486760B (zh) * 2013-10-21 2015-06-17 中国科学技术大学 一种太阳能集热-辐射制冷的综合装置
CN203771777U (zh) * 2014-02-25 2014-08-13 中国科学技术大学 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103776196A (zh) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103776196B (zh) 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置
WO2019024061A1 (zh) 一种可利用太阳辐射和天空冷辐射实现昼夜分时热电冷供应的 pvt 热泵系统
CN105245184B (zh) 具有夜间辐射制冷功能的平板型光伏光热综合利用装置
CN103790244A (zh) 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用的特隆布墙
CN203729450U (zh) 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用的特隆布墙
CN103486760B (zh) 一种太阳能集热-辐射制冷的综合装置
CN103141335A (zh) 节能环保型多功能蔬菜大棚
CN204830575U (zh) 一种太阳能相变墙源热泵系统
CN203072506U (zh) 节能环保型多功能蔬菜大棚
CN202869028U (zh) 动力驱动分离热管分体式平板太阳能热水器
CN201119328Y (zh) 具有v型板的太阳能大棚集储热系统
CN108019958A (zh) 一种基于微热管技术的空气-水一体化太阳能集热器
CN205070939U (zh) 具有夜间辐射制冷功能的平板型光伏光热综合利用装置
CN101793080A (zh) 嵌入式平板集热屋面/墙面
CN101846404A (zh) 多孔材料太阳能空气集热装置
CN101936619A (zh) 一种太阳能热泵系统及其装置
CN203771777U (zh) 一种太阳能集热和辐射制冷综合应用装置
CN201731654U (zh) 多孔材料太阳能空气集热装置
CN103644616A (zh) 一种太阳能季节性土壤蓄热热泵复合供暖空调系统
CN205261969U (zh) 一种利用太阳能的耦合式热泵空调系统
CN214371009U (zh) 多功能热管式光伏光热高低温相变地板耦合系统
CN206222754U (zh) 一种双源一体式高效集热蒸发器
CN103673311B (zh) 太阳能热泵两用热水器及制热方法
CN201772676U (zh) 太阳能热泵系统
CN208504520U (zh) 一种太阳能与空气能结合的空气源热泵供热系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant