CN113906261A - 辐射冷却系统 - Google Patents

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CN113906261A CN202080038438.2A CN202080038438A CN113906261A CN 113906261 A CN113906261 A CN 113906261A CN 202080038438 A CN202080038438 A CN 202080038438A CN 113906261 A CN113906261 A CN 113906261A
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A·拉曼
E·A·戈尔茨坦
范汕洄
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Tianku System Co ltd
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Abstract

材料可以包括在冷却膜或冷却板中，以实现即使在直接的太阳照射下也能冷却。材料包括一个或多个构成材料以及被配置成与大气并且与太阳辐射进行热相互作用的外表面。材料显示出在5pm到15pm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。冷却膜或冷却板可以贴到车辆、结构或系统的外部表面，从而即使在直接的太阳辐照下也能提供冷却。

Description

辐射冷却系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年4月17日提交的美国临时专利申请NO.62/835,411的权益，该美国临时专利申请的全部内容通过引用特此合并于此。
背景技术
辐射冷却材料面对的一项挑战是其长期暴露，因为其布置在室外以使辐射冷却能够生效。例如，在阳光和风化两者情况下的耐用性对冷却板的有效性提出了首要的挑战。
发明内容
本公开致力于材料、膜、冷却板以及冷却系统。在一些实施例中，本公开致力于如下用于辐射冷却的材料，该用于辐射冷却的材料包括：一个或多个构成材料，被配置成与大气并且与太阳辐射进行热相互作用的外表面，以及在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的热发射率。材料在275nm到375nm的光谱范围中显示出强的紫外线的吸收或反射。在一些实施例中，材料包括在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。例如，在一些实施例中，材料包括ZnO，Si，HfO2，ZnO2或其组合。在一些实施例中，当在300K环境空气温度下暴露到天空时，材料能够在300K实现至少10W/m2的冷却速率。在一些实施例中，材料包括大体上垂直于外表面的厚度。在一些实施例中，材料包括最靠近外表面的顶层，同时提供强的热发射率和高的紫外线吸收率。在一些实施例中，材料包括最靠近外表面的顶层，同时提供强的热发射率和高的紫外线反射率。在一些实施例中，材料能够反射大于93％的在自由空间(free-space)波长中从300nm到4μm的加权的太阳光谱。在一些实施例中，材料沿深度维度包括多个离散平面层。层可以包括在从7μm到15μm的波长中显示出平均大于0.8的热发射率的顶层，以及设计成显示出从300nm到4μm的强的太阳光谱反射的下层。例如，材料可以包括在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。在一些实施例中，材料能够吸收至少一些400nm到900nm的可见光谱以使颜色能够可见。
在一些实施例中，本公开致力于包括板和热交换器的冷却组件。板包括一个或多个构成材料，以及被配置成与大气并且与太阳辐射进行热相互作用的外表面。板包括：在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。热交换器被贴到板上以冷却液体或气体。在一些实施例中，冷却组件包括外壳，该外壳被配置成使板隔热，以使得能够冷却到比环境空气温度低至少3℃的温度。在一些实施例中，冷却组件被配置成贴到顶部的顶端以向下面的结构或建筑物提供持久的冷却。在一些实施例中，冷却组件被配置成贴到道路运输车辆以向在静止或在运动中时的车辆提供持久的冷却。
在一些实施例中，本公开致力于如下冷却材料，该冷却材料被配置成促进源自在7μm-15μm的光谱波长范围中平均热发射率大于0.8的材料的热生成的排放，吸收或反射275nm到375nm的光谱波长范围中的太阳光以使由于阳光的损害最小化，并且反射或吸收至少一些从375nm到4μm的太阳光谱以使颜色能够可见。在一些实施例中，材料包括在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。在一些实施例中，冷却材料被配置成与热交换器集成以由传导或对流的热传递来冷却液体、气体或固体。在一些实施例中，冷却材料被配置成冷却蒸汽压缩循环中的制冷剂。在一些实施例中，冷却材料被配置成在白天或黑夜期间在环境空气温度下实现大于10W/m2的净热量排出的冷却速率。在一些实施例中，冷却材料被配置成通过与建筑物、结构或车辆的直接热接触来冷却建筑物、结构或车辆。在一些实施例中，冷却材料被配置成使自由对流冷却能够将热负载从环境空气温度之上的温度冷却到环境空气温度。在一些实施例中，冷却材料被配置成将来自部件的出口的流体冷却到低于入口温度0.5℃或进一步低于入口温度。
附图说明
参考以下附图详细描述根据一个或多个不同的实施例的本公开。提供附图仅用于说明的目的并且仅仅描绘典型或示例的实施例。提供这些附图是为了促进对本文公开的概念的理解并且不应被认为是对这些概念的广度、范围或适用性的限制。应当注意的是，为了清楚和易于说明，不必然按比例制作这些附图。
图1示出了根据本公开的一些实施例的经历入射辐射并且反射一些入射辐射的说明性冷却板的截面图；
图2示出了根据本公开的一些实施例的发射热辐射的说明性冷却板的截面图；
图3示出了根据本公开的一些实施例的吸收可见光谱中的入射辐射的说明性冷却板的截面图；
图4示出了根据本公开的一些实施例的吸收或反射275-375nm的光谱范围中的入射辐射的说明性冷却板的截面图；
图5示出了根据本公开的一些实施例的说明性冷却板的截面图，该冷却板被配置成接受来自冷却负载的热输入；
图6示出了根据本公开的一些实施例的说明性冷却板的截面图，该冷却板被配置成当板暴露到天空时，以10W/m2从冷却负载排出；
图7示出了根据本公开的一些实施例的包括两层的冷却板的截面图；紫外线吸收或反射层以及热发射层；
图8示出了根据本公开的一些实施例的包括两层的冷却板的截面图；紫外线吸收或反射复合层以及热发射层；
图9示出了根据本公开的一些实施例的显示出数条冷却曲线的曲线图；
图10示出了根据本公开的一些实施例的冷却板和热交换器的说明性配置；
图11示出了根据本公开的一些实施例的贴到热交换器的冷却板的说明性配置；
图12示出了根据本公开的一些实施例的贴到车辆的冷却板的数个说明性配置；
图13示出了根据本公开的一些实施例的温室的侧视图和顶视图，该温室具有贴到顶部的说明性冷却板；
图14示出了根据本公开的一些实施例的电气系统的侧视图，该电气系统具有贴到电气柜的说明性冷却板；
图15示出了根据本公开的一些实施例的室外结构的侧视图，该室外结构具有贴到顶部的说明性冷却板；
图16示出了根据本公开的一些实施例的集装箱式生活单元的侧视图，该集装箱式生活单元具有贴到外部的说明性冷却板；
图17示出了根据本公开的一些实施例的用于冷却售卖机的方面的冷却板的数个配置；以及
图18示出了根据本公开的一些实施例的用于冷却游泳池的方面的冷却板的两个说明性配置。
具体实施方式
本公开致力于使辐射冷却能够持久的配置和材料，该辐射冷却可以在白天时间和黑夜时间两者期间持续足够长的时间用于现实世界冷却应用。
图1示出了根据本公开的一些实施例的经历入射辐射并且反射一些入射辐射的说明性冷却板101的截面图。在一些实施例中，冷却板101的材料被配置成反射在自由空间波长中从300nm到4μm的大多数太阳光谱。在一些实施例中，冷却板101的材料被配置成呈现在自由空间波长中从300nm到4μm的至少0.8的平均反射率。
图2示出了根据本公开的一些实施例的发射热辐射的说明性冷却板201的截面图。在一些实施例中，冷却板201的一个或多个构成材料包括在波长7-15μm中的光谱范围中大于0.8的热发射率(例如，平均或有效发射率)。
图3示出了根据本公开的一些实施例的吸收在可见光谱中的入射辐射的说明性冷却板301的截面图。
图4示出了根据本公开的一些实施例的吸收或反射在275nm到375nm的光谱范围中的入射辐射的说明性冷却板401的截面图。在一些实施例中，冷却板401的一个或多个构成材料反射至少10％的呈现在275nm到375nm的范围中的太阳强度。在一些实施例中，冷却板401的一个或多个构成材料吸收至少10％的呈现在275nm到375nm的范围中的太阳强度。
在一些实施例中，辐射冷却材料包括一个或多个构成材料，该一个或多个构成材料被配置成当暴露到天空(例如，不由陆地结构阻碍)时，在300K环境空气温度下以大于10W/m2的速率被动地冷却。在一些实施例中，该一个或多个构成材料包括在波长7-15μm中的光谱范围(例如，红外光范围)中大于0.8的热发射率(例如，平均或有效发射率)，并且在光谱275-375nm(例如紫外线)中有相对强的吸收或反射率。
在一些实施例中，材料的外层被配置成提供强的热发射率，(例如，在5-15微米波长范围中平均大于0.8)以及高的紫外线吸收率(例如，在300和380nm波长之间大于0.75)。
在一些实施例中，外层被配置成同时提供强的热发射率(例如，在5-15微米波长范围中平均大于0.85)和高的紫外线反射率(例如，在300和380nm波长之间大于0.75)。
在一些实施例中，材料被配置成反射大于93％的在自由空间波长中从300nm到4μm的加权的太阳光谱。
在一些实施例中，材料沿深度维度包括离散平面层。平面层被布置成具有设计成显示出强的热发射率(例如，在5-15μm波长中平均大于0.8)的顶层，与设计成显示出从300nm到4μm强的太阳光谱反射的下层。在一些实施例中，材料包括在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。
在一些实施例中，材料被配置成吸收可见光谱(例如，400-900nm)的至少一些部分。在一些实施例中，材料具有平均吸收。
在一些实施例中，将材料贴到被配置成冷却流体(例如，液体或气体)的热交换器。图5示出了根据本公开的一些实施例的说明性冷却板501的截面图，该说明性冷却板501被配置成接受来自冷却负载的热输入。在一些实施例中，材料在外壳中隔热，以使得能够冷却到比环境空气温度低3℃或更低的温度。图6示出了根据本公开的一些实施例的说明性冷却板601的截面图，该说明性冷却板601被配置成当板暴露到天空时，以10W/m2从冷却负载排出。
在一些实施例中，材料贴到顶部的顶端并且被配置成向下面的结构或建筑物提供持久的冷却。
在一些实施例中，材料贴到道路运输车辆以向在静止或在运动中时的车辆提供持久的冷却。
在一些实施例中，本公开致力于使用板来实现辐射冷却。板被配置成用于促进源自表面层并且基于表面层的温度的热生成的发射，该热生成的发射在电磁波谱的7-15微米波长中具有大于0.8的平均热发射率。板被配置成用于吸收或反射275-375nm的入射太阳光以使由于阳光的损害最小化。板被配置成用于反射或吸收其余的从375nm到4微米的太阳光谱以使颜色能够可见。为了说明，板可以包括在5μm到15μm的光谱范围中至少0.8的发射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.5的紫外线反射率，在275nm到375nm的光谱范围中至少0.75的紫外线吸收率，或其组合。
图7示出了根据本公开的一些实施例的包括两层的冷却板700的截面图；紫外线吸收或反射层(例如，层710)以及热发射层(例如，层720)。紫外线吸收或反射层(例如，层710)被配置成防止紫外线辐射到达热发射层。热发射层(例如，层720)被配置成在对应于板温度的光谱范围中发射热辐射。因此，在图7中示出的冷却板700被配置成当暴露到天空时冷却冷却负载。
在说明性示例中，板710可以包括单个材料、一系列纳米颗粒、一系列微颗粒或其组合以增强紫外线反射、吸收或两者。在进一步的说明性示例中，层720可以包括用于辐射冷却(例如，用于热发射、反射或两者)的合适的一个或多个材料。
图8示出了根据本公开的一些实施例的包括两层的冷却板800的截面图；紫外线吸收或反射复合层(例如，层810)以及热发射层(例如，层820)。如说明的，层810包括被布置并且配置成增强紫外线反射、吸收或两者的交替的层。层811、813、815和817由第一材料构成，并且层812、814、816和818由第二材料构成。在说明性示例中，可以使用Si和ZnO的交替的层来形成层811-818。将理解的是，虽然层810被说明为包括八个子层(例如，层811-818)，但是可以使用布置成任意合适数量的子层的任意合适数量的材料。
图9示出了根据本公开的一些实施例的显示出数条冷却曲线的曲线图900。曲线图900的横坐标是辐射冷却器温度，以开尔文为单位。曲线图900的纵坐标是冷却功率，以W/m2为单位。与标准反射器相比，本公开的增强的反射器允许实现增加的冷却功率，从而使冷却曲线趋向于更接近没有太阳吸收的情况。
图10示出了根据本公开的一些实施例的冷却板1020和热交换器1004的配置。说明性冷却系统1000包括：包括泵1021的冷却回路，冷却板1020以及热交换器1004的通道。热交换器1004允许来自流体的流的热传递，该流体由泵(例如，由泵1021)输送通过冷却板1020和冷却负载1051(例如，其可以包括流体流)。
图11示出了根据本公开的一些实施例的贴到热交换器1104的冷却板1101的说明性配置。如说明的，冷却板1101包括层1110(例如，紫外线吸收或反射层)以及层1120(例如，热发射层)。冷却层1101被贴到热交换器1104或以其他方式与热交换器1104集成，热交换器1104包括流体通过其流动的冷却通道1105。在一些实施例中，冷却通道1101包括一个或多个构成材料。在说明性示例中，冷却板1101可以包括被配置成与大气并且与太阳辐射进行热相互作用的外表面。此外，板在5μm到15μm的光谱范围中可以具有至少0.8的热发射率，以及在275nm到375nm的光谱范围中强的紫外线吸收或反射。在一些实施例中，外壳可以被配置成使板隔热，以使得能够冷却到比环境空气温度低至少3℃的温度。
在一些实施例中，板被配置成用于将板与热交换器集成以通过传导或对流的热传递来冷却液体、气体或固体。例如，板可以被贴附、粘合、夹住或以其他方式放置成与热交换器热接触，以使得将热量从热交换器传导到板。
在一些实施例中，板被配置成用于冷却蒸汽压缩循环中的制冷剂。例如，制冷剂可以穿过与板热接触的热交换器。
在一些实施例中，板被配置成用于在白天和黑夜两者期间在环境空气温度下实现大于10W/m2的净热量排出的冷却速率。
在一些实施例中，板被配置成用于通过与建筑物、结构或车辆的直接热接触来冷却建筑物、结构或车辆。
在一些实施例中，板被配置成用于采用自由对流冷却来将热负载从环境空气温度之上冷却到空气温度。
在一些实施例中，板被配置成用于将来自冷凝器或流体冷却器的出口的制冷剂或流体各自冷却到至少低于入口温度0.5℃。
在一些实施例中，使用单独的膜或层来增加紫外线吸收或反射。
在一些实施例中，使用氧化锌(ZnO)用于紫外线吸收层。ZnO可以是以纳米颗粒形式、微颗粒形式、薄膜、任意其他合适的形式或其任意组合。
在一些实施例中，使用硅和ZnO的多个(例如，大于六)交替的薄层以创造紫外线反射顶膜，即使这两种材料吸收在紫外线范围(例如，275-375nm)中的光。通过使用两种材料之间的折射率对比，实现了紫外线反射。
在一些实施例中，使用HfO2和ZnO2的多个(例如，大于四)交替的薄层以创造紫外线反射顶膜，即使这两种材料吸收在紫外线范围(例如，275-375nm)中的光。通过使用两种材料之间的折射率对比，实现了紫外线反射。
在一些实施例中，由于ZnO的纳米颗粒和微颗粒的形状及其折射率，使用ZnO的纳米颗粒和微颗粒以反射紫外线光(例如，275-375nm)。
在一些实施例中，紫外线反射或吸收层本身有强的热发射(例如，在5-15微米之间平均大于0.8)。
在一些实施例中，膜包括漫反射器，以防止光散射到周围环境中或地面上的物体。
在说明性示例中，材料被配置成用于紫外线(UV)反射和/或吸收，以减少劣化并且保持性能。例如，在一些实施例中，材料包括诸如硅和氧化锌的交替的薄层之类的一系列材料，以帮助实现紫外线性能和冷却性能。在进一步示例中，在一些实施例中，材料被配置成通过顶表面的微结构来抵抗污染和风化。表面的微结构在一个实施例中为柱形式，使表面能够疏水以允许水滴容易地从膜的顶层滚落。
在一些实施例中，使用本公开的材料用于机动车辆的冷却。图12示出了根据本公开的一些实施例的贴到车辆的冷却板的说明性配置1200，1220和1240。在一些实施例中，材料被贴到轿车的外部(例如，配置1240)、卡车的外部(例如，配置1220)、公共汽车的外部(例如，配置1200)、挡风玻璃覆盖物的外部、临时覆盖物的外部、任意其他合适的外部外表面的外部，或其任何组合。在一些实施例中，材料被贴到汽车、公共汽车或卡车的顶部以减少进入到车辆中的太阳热增量。材料也可以用作临时覆盖物，以减少通过诸如车辆的挡风玻璃之类的窗户进来的太阳热增量。在一些实施例中，材料被贴到汽车的顶部。膜可以以这种形式减少车辆的热增量，由此减少车辆的燃料消耗和空调负载。为了说明，膜可以直接应用到车辆的外部，或者可以应用在框架结构上(例如，冷却板可以与热交换器集成或贴到热交换器)。在一些实施例中，材料被贴到卡车的顶板(roof bed)，卡车可以是但不一定是气候控制的。例如，大量运输卡车是气候控制的，因为它们携带易腐烂的货物、药品和其他温度敏感的商品。可以使用压力敏感粘合剂来贴本公开的材料，以使得材料容易地粘合到它所附接的表面。本公开的材料可被配置成减少车辆的热增量，从而减少冷却负载并且改善燃料消耗。在一些实施例中，材料被贴到公共汽车的顶部的顶端部分。例如，冷却膜可以能够减少公共汽车的太阳热增量、空调负载、燃料消耗、碳足迹和温室气体排放。
图13示出了根据本公开的一些实施例的温室的侧视图和顶视图，该温室具有贴到顶部的说明性冷却板1301。在一些实施例中，冷却膜可以被直接地应用到在温室结构上的玻璃立面。例如，可以将膜切成带或其他合适的片，以允许一些光穿过玻璃。膜会将其他光反射出去并且也冷却与其接触的玻璃。
图14示出了根据本公开的一些实施例的电气系统1400的侧视图，该电气系统1400具有贴到相应电气柜1402、1412和1422的说明性冷却板1401、1411和1421。在一些实施例中，使用本公开的材料用于电子器件冷却(例如，电子柜、室外电子设备的其他外罩、电池)。在一些实施例中，将冷却膜用作外部表面以加强被动对流表面的热排出。这种表面可以在例如手机塔设备、室外功率电子器件、太阳能逆变器、电气柜、变压器和电池存储系统中找到。可以使用冷却膜以替代散热片(fins)或可以以另外方式增强散热片的性能，以允许在每个室外情况中来部署更高能量密度的电子器件。冷却膜可以被配置成减少到外部柜的太阳热增量，增强通过室外表面可能的冷却量。在一些实施例中，冷却膜可以与热存储结合以确保柜不会升到40℃的预设内部温度之上。例如，这种柜将需求零电力用于冷却，并且冷却将是完全被动的。在一些实施例中，可以倾斜表面以确保污垢不会堆积在膜上。
图15示出了根据本公开的一些实施例的室外结构1502的侧视图，该室外结构1502具有贴到顶部的说明性冷却板1501。在一些实施例中，使用本公开的材料用于结构的室外遮阳冷却(例如，应用到诸如公共汽车遮蔽处或顶篷之类的室外遮阳结构)。在一些实施例中，材料或包括材料的冷却板被贴到遮阳结构的面向天空的部分，遮阳结构诸如公共汽车遮蔽处或顶篷之类。在说明性示例中，材料可以在结构或顶篷的制造期间直接应用到结构上。在进一步示例中，一旦结构已经建造和部署，就可以应用材料。冷却膜向遮阳结构提供被动冷却，从而通过反射阳光和向天空辐射热来减少遮阳结构的城市热岛效应和太阳增量。
在一些实施例中，本公开的材料或其膜可应用到弯曲表面、粗糙表面或另外合适地应用到非平面的表面。例如，冷却膜可以应用到平坦并且简单弯曲的表面。当角度调整为直接朝向天空时，冷却膜显示出最大的冷却。然而，在一些情境中，膜的角度可调整为稍微从天空偏离，同时仍然保持性能(例如，高的反射率和发射率)。例如，膜的一侧可以包括压力敏感粘合剂，该压力敏感粘合剂允许膜容易地应用到表面。
图16示出了根据本公开的一些实施例的集装箱式生活单元1602的侧视图，该集装箱式生活单元1602具有贴到集装箱式生活单元1602的外部的说明性冷却板1601。在一些实施例中，使用本公开的材料用于冷却模块化空间(例如，集装箱式生活单元(CLU)、可移动的房屋、拖车式移动房屋、临时存储设施)。在一些实施例中，材料被贴到结构的面向外的部分(例如，钢部分)。结构的示例包括集装箱居住单元、可移动的房屋、可移动的浴室、拖车式移动房屋和临时存储设施。为了说明，船运集装箱外罩用于军用和民用两者越来越受欢迎。当应用到钢表面时，冷却膜可以向CLU的下面的结构提供冷却。冷却是通过反射95％或更多的入射阳光并向天空发射红外光以排出来自CLU的热量来完成的。为了提供额外的冷却，冷却膜也可以应用到CLU的面向外的侧。通过应用冷却膜来被动地冷却CLU，CLU可以能够减少诸如柴油燃料之类的能源的其他形式的使用，以在热和/或干燥的气候中提供冷却。
图17示出了根据本公开的一些实施例的用于冷却售卖机的方面的冷却板的配置1700、1710和1720。配置1700示出了被布置作为用于售卖机1702的冷凝器的冷却板1701。为了冷却售卖机1702的流体，冷却板1701可以被贴到热交换器或经由管道耦接到热交换器。配置1710示出了被布置作为顶部结构(或以其他方式贴到顶部结构)的冷却板1711和用于售卖机1712的冷凝器(例如，具有占用区域1713)。为了冷却售卖机1712的流体，冷却板1711可以贴到热交换器或经由管道耦接到热交换器。在一些实施例中，使用本公开的材料用于冷藏售卖系统冷却(例如，应用到室外冷藏售卖机)。在一些实施例中，冷却膜可以被包括在用作室外售卖机的冷凝器的板中。例如，室外售卖机可以具有一些用于维持饮料或食物冷却的冷藏功能。在一些实施例中，板可以与用于人和售卖机两者的遮阳结构一起使用或结合使用。
在一些实施例中，制冷剂可以直接流过板，并且在其他实施例中，将存在次要流体回路以冷却在单元中的制冷剂。
图18示出了根据本公开的一些实施例的用于冷却游泳池的方面的冷却板的两个说明性配置。在一些实施例中，冷却系统1800可以包括耦接到流体导管1805和1806的冷却板阵列1820、1821和1822。
在一些实施例中，冷却系统1800可以包括泵以援助流体移动通过导管1805和1806。可以基于热负载(例如，游泳池1010)来确定冷却系统1800的尺寸。例如，如说明的，冷却系统1800包括三个冷却板阵列(例如，冷却板阵列1820、1821和1822)，但可以可选地包括一个、两个、三个或多于三个冷却板阵列。如说明的，流体导管1805和1806耦接到平行布置的冷却板阵列1820、1821和1822的通道。在一些未说明的实施例中，冷却系统1800可以包括热存储器、多个泵、流控制阀、传感器(例如，用以传感压力、温度或其差异)、旁路流路径、脱气机、填充口、流体兼容配件(例如，任意合适的类型的)、歧管、分配区块、在图18中未示出的任意其他部件或其任意组合。配置1850包括池盖1851，其包括被布置在池1852上的根据本公开的冷却膜，以在白天、黑夜或两者期间提供冷却。在一些实施例中，使用本公开的材料用于池冷却。在一些实施例中，可以(例如，在开循环中)使用包括冷却膜的板以直接地冷却游泳池中包含的水。例如，系统可以包括泵、过滤器和标称为池中每100加仑水2m2到3m2的板。在一些实施例中，冷却膜将被应用作为池的覆盖物以防止池从太阳吸收热量(例如，在中午时段)，并且也在白天期间以及在黑夜通过发射红外热量来冷却水池。
上述内容仅仅说明了本公开的原理，并且通过本领域技术人员可以做出各种修改而不脱离本公开的范围。用于说明而非限制的目的呈现了上述实施例。本公开也可以采用许多形式而不是本文明确描述的那些形式。因此，要强调的是，本公开不限于明确公开的方法、系统和装置，而是旨在包括在所附权利要求的精神内的对它的变化和修改。

Claims (21)

1.一种用于辐射冷却的材料，包括：
一个或多个构成材料；以及
外表面，被配置成与大气并且与太阳辐射进行热相互作用，其中材料具有以下特性中的至少一个：
在5μm到15μm的光谱范围中，至少0.8的发射率，
在275nm到375nm的光谱范围中，至少0.5的紫外线反射率，或者
在275nm到375nm的光谱范围中，至少0.75的紫外线吸收率。
2.根据权利要求1所述的材料，其中，当在300K环境空气温度下暴露到天空时，材料能够实现10W/m2的冷却速率。
3.根据权利要求1所述的材料，其中，材料具有大体上垂直于外表面的厚度。
4.根据权利要求1所述的材料，其中，材料能够反射大于93％的在自由空间波长中从300nm到4μm的加权的太阳光谱。
5.根据权利要求1所述的材料，沿深度维度进一步包括多个离散平面层。
6.根据权利要求1所述的材料，其中，材料能够吸收至少一些400nm到900nm的可见光谱。
7.根据权利要求1所述的材料，进一步包括外表面的横向结构以增强表面润湿性以用于疏水行为。
8.根据权利要求1所述的材料，其中，所述一个或多个构成材料包括ZnO、Si、HfO2或ZnO2中的至少一个。
9.一种冷却组件，包括：
板，包括：
一个或多个构成材料；
外表面，被配置成与大气并且与太阳辐射进行热相互作用，其中板具有以下特性中的至少一个：
在5μm到15μm的光谱范围中，至少0.8的发射率，
在275nm到375nm的光谱范围中，至少0.5的紫外线反射率，或者
在275nm至375nm的光谱范围中，至少0.75的紫外线吸收率；以及
热交换器，贴到板上以冷却液体或气体。
10.根据权利要求9所述的冷却组件，进一步包括外壳，所述外壳被配置成使板隔热，以使得能够冷却到比环境空气温度低至少3℃的温度。
11.根据权利要求9所述的冷却组件，被配置成贴到顶部的顶端以向下面的结构或建筑物提供持久的冷却。
12.根据权利要求9所述的冷却组件，被配置成贴到道路运输车辆以向在静止或在运动中时的车辆提供持久的冷却。
13.根据权利要求9所述的冷却组件，其中，所述一个或多个构成材料包括ZnO、Si、HfO2或ZnO2中的至少一个。
14.一种冷却材料，被配置成促进源自材料的热生成的排放，其中材料具有以下特性中的至少一个：
在5μm到15μm的光谱范围中，至少0.8的发射率，
在275nm到375nm的光谱范围中，至少0.5的紫外线反射率，或者
在275nm到375nm的光谱范围中，至少0.75的紫外线吸收率。
15.根据权利要求14所述的冷却材料，进一步被配置成与热交换器集成以通过传导或对流的热传递来冷却液体、气体或固体。
16.根据权利要求14所述的冷却材料，进一步被配置成冷却蒸汽压缩循环中的制冷剂。
17.根据权利要求14所述的冷却材料，进一步被配置成在白天或黑夜期间在环境空气温度下实现大于10W/m2的净热量排出的冷却速率。
18.根据权利要求14所述的冷却材料，进一步被配置成通过与建筑物、结构或车辆的直接热接触来冷却建筑物、结构或车辆。
19.根据权利要求14所述的冷却材料，进一步被配置成使自由对流冷却能够将热负载从环境空气温度之上的温度冷却到环境空气温度。
20.根据权利要求14所述的冷却材料，进一步被配置成将来自部件的出口的流体冷却到低于入口温度0.5℃或更低。
21.根据权利要求14所述的冷却材料，其中，冷却材料包括一个或多个构成材料，并且其中所述一个或多个构成材料包括ZnO、Si、HfO2或ZnO2中的至少一个。
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