CN209869590U - 基于复合材料的被动式辐射冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于复合材料的被动式辐射冷却结构：包括传热材料层、反射材料层、发射材料层、隔热腔体层和遮盖材料层，传热材料层用于将热量从被冷却体向外传递，反射材料层用于将透进的太阳光反射回去同时将来自于传热材料层的热量向外传递，发射材料层用于将反射材料层传递的热量以红外线的形式发射出去，隔热腔体层用于阻止外界环境的热量传递给被冷却体，遮盖材料层与发射材料层之间形成隔热腔体层，遮盖材料层用于保证发射材料层发射的红外线发射出去。本实用新型能够为某些场合和设备提供被动式降温，起到冷却的作用。

Description

基于复合材料的被动式辐射冷却结构

技术领域

本实用新型涉及冷却领域，更具体的说，是涉及一种基于复合材料的被动式辐射冷却结构。

背景技术

目前，很多领域需要降温，比如建筑、军工、电子、机械设备等。建筑物当室外温度高时，需要空调降温；在没有空调的情况下，采用电风扇或水蒸发降温。在机械设备领域，设备运行后会散发热量，温度高到一定程度将影响设备运行效率，必须降温。

在这些无法采用主动式手段的场合或者为了节能，采用本实用新型可以起到冷却的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决制冷能耗大或者无法采用主动式制冷的问题，提供一种基于复合材料的被动式辐射冷却结构，能够为某些场合和设备提供被动式降温，起到冷却的作用。

本实用新型的目的可通过以下技术方案实现。

本实用新型基于复合材料的被动式辐射冷却结构，由组合材料层构成，所述组合材料层设置于被冷却体上部，所述组合材料层包括由内至外依次设置的传热材料层、反射材料层、发射材料层、隔热腔体层和具有高透光率的遮盖材料层；

所述传热材料层用于将热量从被冷却体向外传递；所述反射材料层用于将透进的太阳光反射回去，同时将来自于传热材料层的热量向外传递；所述发射材料层用于将反射材料层传递的热量以红外线的形式发射出去；所述遮盖材料层与发射材料层之间形成一个腔体，作为隔热腔体层，所述隔热腔体层用于阻止外界环境的热量传递给被冷却体；所述遮盖材料层用于保证发射材料层发射的红外线发射出去。

所述传热材料层采用铝板或铜板。

所述反射材料层采用铝层和银层，即在传热材料层外侧镀铝或镀银层，或者贴一层镜面铝或银层，形成反射材料层。

所述发射材料层采用高红外线透过率的透明材料层，内附8-13μm红外高发射率的发射物质层，将热量以8-13μm红外线的形式发射出去；其中，透明材料层采用聚乙烯或TPX材料层，发射物质层采用SiO₂或SiC材料层。

所述隔热腔体层内充空气、氩气或抽真空。

所述遮盖材料层采用PE、PC或TPX材料层。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

本实用新型形成完整的被动式辐射冷却组合，通过反射材料层反射透进的太阳光降低太阳辐射热；通过隔热腔体层阻止外界环境热量传向被冷却体；利用传热材料层将被冷却体的热量传递出去；采用发射材料层将来自于被冷却体的热量以红外线的形式发射出去；采用遮盖材料层起到隔热作用，同时保证发射材料层发射的红外线能够发射出去。

本实用新型这种被动式辐射冷却结构，可以将被冷却体的温度降低至室外空气温度以下，既解决了无主动式冷却设备情况下的冷却问题，又可在有制冷设备情况下实现节能，是未来节能和温度调节的重要手段。

附图说明

图1是本实用新型的原理图。

附图标记：1遮盖材料层；2隔热腔体层；3发射材料层；

4反射材料层；5传热材料层；6被冷却体。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型实施方式做进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型基于复合材料的被动式辐射冷却结构，由组合材料层构成，所述组合材料层设置于被冷却体6上部，所述组合材料层包括由内至外依次设置的传热材料层5、反射材料层4、发射材料层3、隔热腔体层2和遮盖材料层1，形成完整的被动式辐射冷却组合。所述传热材料层5用于将热量从被冷却体6向外传递，所述传热材料层5本身应具有较高的传热系数，如铝板、铜板等，而且应与被冷却体6充分接触。所述反射材料层4既具有高反射性，可以将透进的太阳光反射回去，同时也应具有很好的热传导性，能够将传热材料层5的热量更多的向外传递出去，反射材料层4可以采用铝层和银层，即在传热材料层5外侧镀铝或镀银，或者贴一层镜面铝或银层，形成反射材料层4，反射材料层4也可以单独采用镜面铝板或镀银材料层。所述发射材料层3用于将反射材料层4传递的热量以红外线的形式发射出去，采用的材料层应透明，使得反射材料层4反射的阳光能够更多的透过，而且红外线透过率要高，更主要的是透明材料层内附的发射物质层可以将热量以8-13μm红外线的形式发射出去，发射材料层3的透明材料层可以采用聚乙烯或TPX等材料层，发射物质层可以采用SiO₂或SiC等材料层，两者按一定比例混合做成发射膜，即发射材料层。所述遮盖材料层1与发射材料层3之间形成一个腔体，作为隔热腔体层2，所述隔热腔体层2应具有较大的热阻，阻止外界环境的热量传递给被冷却体6，所述隔热腔体层2内可以充空气、氩气或抽真空。所述遮盖材料层1本身应具有高透光率，保证发射材料层3发射的红外线能够很好地透过发射出去，最好只能透过8-13μm红外线，可以采用PE、PC或TPX等材料层。

本实用新型基于复合材料的被动式辐射冷却结构应与被冷却体6充分接触，并通过遮盖材料层1与外界空气接触，最好是水平放置，若倾斜或垂直放置最好是前方无阻挡，利于光线射向空中。

本实用新型基于复合材料的被动式辐射冷却结构的冷却方法，包括以下步骤：

第一步：在传热材料层5上铺设反射材料层4，反射材料层4一方面将外界透过的太阳光反射回去，另一方面将来自于传热材料层5的热量向外传递。

第二步：在反射材料层4上铺设发射材料层3，发射材料层3将来自于被冷却体6的热量以红外线的形式发射出去，起到降温的作用。

第三步：在发射材料层3上面架空铺设遮盖材料层1，遮盖材料层1采用高透光性材料，具有高红外透过率，用于保证发射材料层3发射的红外线能够发射出去。

第四步：遮盖材料层1与发射材料层3之间形成一个空腔，作为隔热腔体层2，用于阻止外界环境的热量传递给被冷却体6。

第五步：上述传热材料层5、反射材料层4、发射材料层3、隔热腔体层2和遮盖材料层1构成被动式辐射冷却结构。将被动式辐射冷却结构通过传热材料层5与被冷却体6充分接触，传热材料层5将被冷却体的热量依次传递给反射材料层4和发射材料层3，再由发射材料层3将热量以红外线的形式发射出去。

尽管上面结合附图对本实用新型的功能及材料进行了描述，但本实用新型并不局限于上述的具体功能和材料要求，上述的实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种基于复合材料的被动式辐射冷却结构，由组合材料层构成，所述组合材料层设置于被冷却体(6)上部，其特征在于，所述组合材料层包括由内至外依次设置的传热材料层(5)、反射材料层(4)、发射材料层(3)、隔热腔体层(2)和具有高透光率的遮盖材料层(1)；

所述传热材料层(5)用于将热量从被冷却体(6)向外传递；所述反射材料层(4)用于将透进的太阳光反射回去，同时将来自于传热材料层(5)的热量向外传递；所述发射材料层(3)用于将反射材料层(4)传递的热量以红外线的形式发射出去；所述遮盖材料层(1)与发射材料层(3)之间形成一个腔体，作为隔热腔体层(2)，所述隔热腔体层(2)用于阻止外界环境的热量传递给被冷却体(6)；所述遮盖材料层(1)用于保证发射材料层(3)发射的红外线发射出去。

2.根据权利要求1所述的基于复合材料的被动式辐射冷却结构，其特征在于，所述传热材料层(5)采用铝板或铜板。

3.根据权利要求1所述的基于复合材料的被动式辐射冷却结构，其特征在于，所述反射材料层(4)采用铝层和银层，即在传热材料层(5)外侧镀铝或镀银层，或者贴一层镜面铝或银层，形成反射材料层(4)。

4.根据权利要求1所述的基于复合材料的被动式辐射冷却结构，其特征在于，所述发射材料层(3)采用高红外线透过率的透明材料层，内附8-13μm红外高发射率的发射物质层，将热量以8-13μm红外线的形式发射出去；其中，透明材料层采用聚乙烯或TPX材料层，发射物质层采用SiO₂或SiC材料层。

5.根据权利要求1所述的基于复合材料的被动式辐射冷却结构，其特征在于，所述隔热腔体层(2)内充空气、氩气或抽真空。

6.根据权利要求1所述的基于复合材料的被动式辐射冷却结构，其特征在于，所述遮盖材料层(1)采用PE、PC或TPX材料层。