CN111877963A - 一种辐射制冷透光遮阳装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辐射制冷透光遮阳装置，包括窗框、透光辐射制冷膜、收卷机构、牵引机构、导向机构和压紧机构；收卷机构和牵引机构连接于透光辐射制冷膜的首尾两端，配合实现透光辐射制冷膜的收卷和展开，透光辐射制冷膜包括透光有机材料层，透光有机材料层中嵌入玻璃微珠实现辐射制冷，透明有机材料层中或表面分布有连续的纤维网格布，导向机构引导透光辐射制冷膜的走向，压紧机构提供遮阳时的密闭性和稳定性，采用该装置，在夏季展开，实现辐射制冷，冬季收起，不会导致热量流失，两个状态下能够保证透光性，压紧机构还能够提供密闭的空气层，降低玻璃外表面的温度，降低夏季空调负荷,用于天窗的遮阳或外部和太空之间无遮挡的外窗遮阳。

Description

一种辐射制冷透光遮阳装置
技术领域
本发明涉及一种遮阳装置，具体的说，涉及了一种辐射制冷透光遮阳装置。
背景技术
辐射制冷是一种以太空作为“热沉”，在8~13微米的大气透明窗口波段，通过材料表面和太空的热辐射交换实现制冷的一种零能耗降温技术。辐射制冷材料是在特定透明有机材料中随机嵌入8微米左右直径的玻璃微珠，从而能够实现辐射制冷功能的一种超材料。
目前我国辐射制冷材料已经实现量产，并进入商业化应用阶段。由于它是一项刚刚走出实验室的新技术，仍然有大量的应用领域亟待开发。
在天窗或窗户上，会使用透射型的敷设制冷膜来实现制冷的需求，一般是将透射型辐射制冷膜贴于窗和天窗玻璃的外表面以实现零能耗降温，然而冬季到来时，仍然在持续制冷，在北方地区应用存在太阳得热减少的问题。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够根据需要选择是否需要辐射制冷、透明的遮阳结构不影响阳光穿透、密闭性好的一种辐射制冷透光遮阳装置。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种辐射制冷透光遮阳装置，包括窗框、透光辐射制冷膜、收卷机构和牵引机构；
所述收卷机构和牵引机构安装在窗框上并连接于所述透光辐射制冷膜的首尾两端，配合实现透光辐射制冷膜的收卷和展开。
基上所述，所述透光辐射制冷膜包括透光有机材料层，所述透光有机材料层中嵌入玻璃微珠实现辐射制冷。
基上所述，为进一步增加透光辐射制冷膜的挺括度，以方便收卷，所述透明有机材料层中或表面分布有连续的纤维网格布。
基上所述，所述纤维网格布的材料为碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维的其中一种或组合。
基上所述，所述透光辐射制冷膜的背面设置石墨烯分散剂。
基上所述，所述透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上设置导向机构。
基上所述，所述透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上设置压紧机构，所述压紧机构配置为可调松紧度的压紧所述透光辐射制冷膜的左、右边幅，以在展开状态下压紧、在需要收卷时松开所述透光辐射制冷膜。
基上所述，所述收卷机构包括收卷杆和收卷电机，所述收卷杆可转动的安装在所述窗框上，所述收卷电机驱动所述收卷杆转动，所述透光辐射制冷膜的尾端卷绕在所述收卷杆上。
基上所述，所述牵引机构包括牵引电机、牵引杆和牵引索，所述牵引杆的两端设置滑轮，所述滑轮滑动的安装于所述导向机构内，所述牵引杆固定于所述透光辐射制冷膜的首端，所述牵引索的一端绑定于所述牵引杆上、另一端绑定于所述牵引电机的牵引端。
基上所述，所述导向机构包括设于透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上的两条槽型轨道，所述牵引杆两端的滑轮设置于所述槽型轨道中。
基上所述，所述压紧机构包括设于槽型轨道内侧的窗框上的底部固定橡胶条和顶部活动橡胶条，所述顶部活动橡胶条固定于高强度材料杆上，所述高强度材料杆可以是金属材料，也可以是高性能纤维复合材料，所述高强度材料杆由一个旋压微电机和丝杆机构配合驱动实现升降，所述底部固定橡胶条内安装有一组下滑轮，所述下滑轮的顶面与底部固定橡胶条的上表面平齐。
基上所述，所述压紧机构还包括设于窗框前后方向上且对应所述透光辐射制冷膜的前后两端设置的端部固定橡胶条和端部活动橡胶条，所述端部活动橡胶条固定于高强度材料杆上，所述高强度材料杆可以是金属材料，也可以是高性能纤维复合材料，所述高强度材料杆由一个旋压微电机和丝杆机构配合驱动实现升降，所述端部固定橡胶条内安装有一组下滑轮，所述下滑轮的顶面与端部固定橡胶条的上表面平齐。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明将透光辐射制冷膜制作成卷帘形式，在夏季，将卷帘展开，平铺在窗户外部，利用辐射制冷材料的辐射原理，向太空进行热辐射，进而降低建筑温度，降低夏季空调负荷，同时，由于辐射制冷膜的透光性，不影响采光；在冬季，将卷帘收起，不再对外辐射制冷，保持室内的温度，避免室内温度的流失，具有可调节性，适用性更好。
进一步的，为了保护透光辐射制冷膜，在内部增加纤维网格布作为加强构件，石墨烯分散剂，进一步增强结构强度，强化膜的韧性，满足抗风压的需求，网格形式一方面不影响透光，另一方面提高韧性的同时提高强度，也便于收卷。
进一步的，收卷放卷的整套机构中设置导向机构和压紧机构，尤其是在压紧状态下，一对橡胶条压紧在膜体的两侧，形成几个密闭的气室，从而使膜和玻璃之间形成一个封闭的空气间层，该空气间层在辐射制冷材料的作用下温度降低，进而降低玻璃外表面的温度，降低夏季空调负荷。
为了进一步提升密闭性，在膜的前后两端也配置一套压紧机构，将膜从四个方向上压紧，空气间层与外部大气完全隔绝，在辐射制冷材料的作用下，该空气间层的温度能够明显的低于室外气温，从而降低内部空调负荷。
附图说明
图1是本发明中辐射制冷透光遮阳装置的整体结构示意图。
图2是本发明中辐射制冷透光遮阳装置的截面图。
图3是本发明中辐射制冷透光遮阳装置的局部结构示意图。
图中：1.窗框；2.透光辐射制冷膜；3.收卷电机；4.收卷杆；5.牵引电机；6.牵引杆；7.牵引索；8.槽型轨道；9.底部固定橡胶条；10.顶部活动橡胶条；11.旋压电机；12.丝杆机构；12-1.丝杆；12-2. 高强度材料杆；12-3.滑道；12-4.轴承；13.下滑轮；14.滑轮；15.玻璃。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明主要用于天窗的遮阳，也可用于外部和太空之间无遮挡的外窗遮阳。
如图1-图3所示，以天窗为基础距离，其上设置辐射制冷透光遮阳装置，包括窗框1、透光辐射制冷膜2、收卷机构、牵引机构、导向机构和压紧机构。
所述收卷机构包括收卷杆4和收卷电机3，所述收卷杆4可转动的安装在所述窗框1上，所述收卷电机3驱动所述收卷杆4转动，所述透光辐射制冷膜2的尾端卷绕在所述收卷杆4上，需要收卷时，启动收卷电机3，透光辐射制冷膜2逐步卷绕在收卷杆4上。
所述牵引机构包括牵引电机5、牵引杆6和牵引索7，所述牵引杆6的两端设置滑轮14，所述滑轮14滑动的安装于所述导向机构的槽型轨道8内，所述牵引杆6固定于所述透光辐射制冷膜2的首端，所述牵引索7的一端绑定于所述牵引杆6上、另一端绑定于所述牵引电机5的牵引端，需要展开时，启动牵引电机5，通过卷绕牵引索7，带动牵引杆5的滑轮14沿槽型轨道8移动，进而带动透光辐射制冷膜2的展开，覆盖天窗的玻璃15。
为了方便透光辐射制冷膜2的收卷工作，同时保证透光辐射制冷膜2的强度和韧性，所述透光辐射制冷膜2包括透光有机材料层，所述透光有机材料层中嵌入玻璃微珠实现辐射制冷，所述透明有机材料层中或表面分布有连续的纤维网格布，所述纤维网格布的材料为碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维的其中一种或组合。为进一步提高透光辐射制冷膜2的强度，的膜的背面设置石墨烯分散剂。
为了方便透光辐射制冷膜2的行走，减小摩擦力，在所述透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上设置导向机构，所述导向机构包括设于透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上的两条槽型轨道，牵引杆6左右两侧的滑轮14行走于该槽型轨道中，保证了牵引和收卷过程的顺滑。
为了保证展开状态下的稳定性，所述透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上设置压紧机构，所述压紧机构配置为可调松紧度的压紧所述透光辐射制冷膜的左、右边幅，以在展开状态下压紧、在需要收卷时松开所述透光辐射制冷膜。
具体的，所述压紧机构包括设于槽型轨道8内侧的窗框1上的底部固定橡胶条9和顶部活动橡胶条10，所述顶部活动橡胶条10由一个旋压微电机11和丝杆机构12配合驱动实现升降，所述底部固定橡胶条9内安装有一组下滑轮13，所述下滑轮13的顶面与底部固定橡胶条9的上表面平齐。
具体的，将旋压微电机安装在窗框1上，丝杆机构中的丝杆12-1的尾端和中部通过轴承12-4安装在窗框1上，使丝杆12-1呈竖直状，丝杆12-1的下端连接一高强度材料杆12-2，高强度材料杆12-2上配置有螺孔，窗框1上对应高强度材料杆12-2设置有一小段竖直的滑道12-3，旋压微电机为一微型小电机，用于驱动丝杆12-1转动，随着丝杆12-1的正反转，高强度材料杆12-2被限制在滑道12-3内做上下方向的往复运动。
工作原理：
夏季，外部大气温度较高，建筑内部需要制冷和散热，此时，将透光辐射制冷膜2展开，覆盖在天窗的外表面，并与天窗之间形成密闭的气室，在透光辐射制冷膜2辐射制冷的作用下，封闭的气室温度降低，继而降低天窗玻璃外表面的温度，最终降低了室内空调的负荷，降低了室内冷量的流失，提高制冷效果。
冬季，外部大气温度较低，建筑内部需求热量，进而不需要散热，此时，将透光辐射制冷膜2收起，只留天窗，作为正常的天窗使用。
不管是冬季还是夏季，透光辐射制冷膜2都能够保证阳光的透射，光线始终保持充足。
其它实施例中，所述压紧机构还包括设于窗框前后方向上且对应所述透光辐射制冷膜的前后两端设置的端部固定橡胶条和端部活动橡胶条，所述端部活动橡胶条固定于高强度材料杆上，所述高强度材料杆可以是金属材料，也可以是高性能纤维复合材料，所述高强度材料杆由一个旋压微电机和丝杆机构配合驱动实现升降，所述端部固定橡胶条内安装有一组下滑轮，所述下滑轮的顶面与端部固定橡胶条的上表面平齐。
该结构使得形成的气室密闭性更好，与外部大气完全隔绝，从而降低空调的负荷。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：包括窗框、透光辐射制冷膜、收卷机构和牵引机构；
所述收卷机构和牵引机构安装在窗框上并连接于所述透光辐射制冷膜的首尾两端，配合实现透光辐射制冷膜的收卷和展开。
2.根据权利要求1所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述透光辐射制冷膜包括透光有机材料层。
3.根据权利要求2所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述透明有机材料层中或表面分布有连续的纤维网格布，所述纤维网格布的材料为碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维的其中一种或组合。
4.根据权利要求3所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述透光辐射制冷膜的背面设置石墨烯分散剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上设置导向机构，所述导向机构包括设于透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上的两条槽型轨道。
6.根据权利要求5所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述牵引机构包括牵引电机、牵引杆和牵引索，所述牵引杆的两端设置滑轮，所述滑轮滑动的安装于所述导向机构内，所述牵引杆固定于所述透光辐射制冷膜的首端，所述牵引索的一端绑定于所述牵引杆上、另一端绑定于所述牵引电机的牵引端，所述牵引杆两端的滑轮设置于所述槽型轨道中。
7.根据权利要求6所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述收卷机构包括收卷杆和收卷电机，所述收卷杆可转动的安装在所述窗框上，所述收卷电机驱动所述收卷杆转动，所述透光辐射制冷膜的尾端卷绕在所述收卷杆上。
8.根据权利要求7所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述透光辐射制冷膜左、右边幅的窗框上设置压紧机构，所述压紧机构配置为可调松紧度的压紧所述透光辐射制冷膜的左、右边幅，以在展开状态下压紧、在需要收卷时松开所述透光辐射制冷膜。
9.根据权利要求8所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述压紧机构包括设于槽型轨道内侧的窗框上的底部固定橡胶条和顶部活动橡胶条，所述活动橡胶条固定于高强度材料杆上，所述高强度材料杆为金属材料杆或高性能纤维复合材料杆，所述高强度材料杆由一个旋压微电机和丝杆机构配合驱动实现升降，所述底部固定橡胶条内安装有一组下滑轮，所述下滑轮的顶面与底部固定橡胶条的上表面平齐。
10.根据权利要求9所述的辐射制冷透光遮阳装置，其特征在于：所述压紧机构还包括设于窗框前后方向上且对应所述透光辐射制冷膜的前后两端设置的端部固定橡胶条和端部活动橡胶条，所述端部活动橡胶条固定于高强度材料杆上，所述高强度材料杆为金属材料杆或高性能纤维复合材料杆，所述高强度材料杆由一个旋压微电机和丝杆机构配合驱动实现升降，所述端部固定橡胶条内安装有一组下滑轮，所述下滑轮的顶面与端部固定橡胶条的上表面平齐。
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