CN210094176U

CN210094176U - 一种辐射制冷幕布

Info

Publication number: CN210094176U
Application number: CN201920232144.8U
Authority: CN
Inventors: 徐绍禹; 丁海林; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: Ningbo Ruiling New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Ningbo Ruiling New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-02-21
Anticipated expiration: 2029-02-21

Abstract

本实用新型公开了一种辐射制冷幕布，包括编织框架以及设于编织框架上的多个膜条，至少部分膜条包括辐射制冷层，辐射制冷层包括树脂以及分散在树脂中的辐射制冷体，辐射制冷层在7μm～14μm波长范围内的发射率为70％～100％。本实用新型的辐射制冷幕布轻便、耐弯折性好、安装方式多样化，需要进行降温时，将其铺设在待降温物体或空间外，并使辐射制冷层朝向外侧，辐射制冷层将其自身的热能以7～14μm电磁波的形式通过“大气窗口”排放到温度接近绝对零度的外部太空，从而使自身温度降低，由于温差的存在，待降温物体或空间内的热量不断传递到温度较低的辐射制冷层，最终实现对物体或空间的降温。而在不需要进行降温时，将辐射制冷幕布收起即可。

Description

一种辐射制冷幕布

技术领域

本实用新型涉及一种辐射制冷幕布。

背景技术

目前，大棚被广泛地应用于果蔬、花卉、养殖等领域。大棚可以在天气寒冷时起到保温的作用，避免棚内动植物冻伤，但是，在炎热的夏季，大棚内温度过高，也会对棚内的动植物造成伤害。在外界温度较高时，如何保证大棚内具有适宜的温度，是目前需要解决的问题。

现有技术中，有一些是通过在大棚上增加遮阳系统，来降低大棚室内温度，但是这种方式降温效果有限，而且光线被遮挡过多时，也会影响动植物的正常生长。还有一些是在大棚上增加通风系统来降低大棚室内温度，但是如果室外温度本身就比较高，采用通风的方式进行降温的效果并不明显。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种辐射制冷幕布，可应用于温室屋顶外，对温室进行被动的降温。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种辐射制冷幕布，包括编织框架以及设于所述编织框架上的多个膜条，至少部分所述膜条包括辐射制冷层，所述辐射制冷层包括树脂以及分散在所述树脂中的辐射制冷体，所述辐射制冷层在7μm～14μm波长范围内的发射率为70％～100％。

进一步地，多个所述膜条并排或间隔地穿设在所述编织框架上，各所述膜条的表面积占所述辐射制冷幕布总表面积的20％～100％。

进一步地，所述辐射制冷层的可见光透过率大于50％，所述辐射制冷层的厚度为10μm～1000μm。

进一步地，至少部分所述膜条包括反射层，所述反射层在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。

进一步地，至少部分所述膜条包括所述辐射制冷层以及设置在所述辐射制冷层一侧的反射层，所述反射层在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。

进一步地，所述反射层包括金属层和/或陶瓷层，所述反射层的厚度为5nm～2000nm。

进一步地，所述反射层为具有泡孔结构的层状树脂，所述反射层的厚度为10μm～400μm。

进一步地，多个所述膜条分别为透光型膜条以及反射型膜条，所述透光型膜条包括所述辐射制冷层，所述透光型膜条的可见光透过率大于50％，所述反射型膜条包括所述辐射制冷层以及设置在所述辐射制冷层一侧的反射层，所述反射型膜条在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。

进一步地，所述辐射制冷幕布的热吸收率为2～60％。

进一步地，所述辐射制冷体的平均尺寸为10nm～30μm，所述辐射制冷体选自以下一种或多种：二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铝、硫酸钡。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的辐射制冷幕布轻便、耐弯折性好、安装方式多样化，需要进行降温时，将其铺设在待降温物体或空间外，并使辐射制冷层朝向外侧，辐射制冷层将其自身的热能以7～14μm电磁波的形式通过“大气窗口”排放到温度接近绝对零度的外部太空，从而使自身温度降低，由于温差的存在，待降温物体或空间内的热量不断传递到温度较低的辐射制冷层，最终实现对物体或空间的降温。而在不需要进行降温时，将辐射制冷幕布收起即可。

附图说明

图1为本实用新型的辐射制冷幕布的一个实施例的示意图；

图2为本实用新型的膜条的一个实施例的示意图；

图3为本实用新型的膜条的另一个实施例的示意图；

图4为本实用新型的辐射制冷幕布的另一个实施例的示意图；

图5为本实用新型的辐射制冷幕布的再一个实施例的示意图；

图6为本实用新型的膜条的再一个实施例的示意图；

图中：1、编织框架；2、膜条；201、透光型膜条；202、反射型膜条；211、辐射制冷层；212、反射层；221、基层；222、反射层。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本实用新型以下提到的“大气窗口”是指：大气层对不同波长的电磁波有不同的透射率，透射率较高的波段称为“大气窗口”。其中7～14μm波段的大气窗口是研究者最感兴趣的，因为常温下的黑体辐射主要集中在这一段。本实用新型所说的辐射制冷体能够将自身热量以7～14μm电磁波的形式通过“大气窗口”排放到温度接近绝对零度的外部太空，从而达到自身冷却的目的。

本实用新型提供一种辐射制冷幕布，包括编织框架1以及穿设于编织框架1上的多个膜条2，其中，至少部分膜条2包括辐射制冷层211，辐射制冷层211包括树脂以及分散在树脂中的辐射制冷体，辐射制冷层211在7～14μm波长范围内的发射率为70％～100％。

本实用新型将膜条2穿设于编织框架1上，获得的辐射制冷幕布可以进行弯曲或折叠。此外，由于编织框架1本身具有一定的编织空隙，因此使得辐射制冷幕布具有较多的孔隙，这些孔隙使得辐射制冷幕布具有较好的透气性。辐射制冷幕布上的辐射制冷层211具有辐射制冷效果，能够被动地进行降温。

本实用新型的辐射制冷幕布轻便、耐弯折性好、安装方式多样化，需要进行降温时，将其铺设在待降温物体或空间外，并使辐射制冷层211朝向外侧，辐射制冷层211将其自身的热能以7～14μm电磁波的形式通过“大气窗口”排放到温度接近绝对零度的外部太空，从而使自身温度降低，由于温差的存在，待降温物体或空间内的热量不断传递到温度较低的辐射制冷层211，最终实现对物体或空间的降温。而在不需要进行降温时，将辐射制冷幕布收起即可。

在炎热的天气，将本实用新型的辐射制冷幕布铺设在大棚顶上，可以有效降低大棚内的温度，避免大棚内的动植物被高温损伤。也可以直接使用辐射制冷幕布代替大棚的塑料薄膜，不仅可以降低大棚内的温度，还可以保证大棚内良好的空气流通。当然，本实用新型的辐射制冷幕布除了可以应用在大棚上，还可以应用在建筑物、车辆等等设施上。

在一些优选实施例中，辐射制冷层211在7～14μm波长范围内的发射率为90％～100％。辐射制冷层211的发射率越高，其降温、制冷效果越好。

多个膜条2可以并排穿设在编织框架1上，也可以相互间隔地穿设在编织框架1上。实际应用时，可通过调节各膜条2之间的间隔距离，以改变辐射制冷幕布的透光、透气性能。本实用新型对编织框架1上各膜条2之间的间隔距离并不进行限定。图1、4、5均显示了膜条2为长条形的示意图，但是膜条2的形状还可以是不规则多边形、圆形等等，本实用新型对膜条2的形状并不进行限定，本领域的技术人员可以根据需要选择合适的膜条2的形状。

在一些实施例中，膜条2的表面积占辐射制冷幕布总表面积的20％～100％。

以下列举具有膜条2的几种实施方式：

在第一种实施方式中，多个膜条2均为透光型膜条201，如图1、2所示，透光型膜条201包括辐射制冷层211，透光型膜条201的可见光透过率大于50％。该实施例的辐射制冷幕布允许可见光透过，将其应用在大棚上时，在起到降温功能的同时，还可以保证动植物获得一定的光照。

辐射制冷层211的厚度为10μm～1000μm。

在第二种实施方式中，多个膜条2均为反射型膜条202，如图3所示，反射型膜条202包括辐射制冷层211以及反射层212，反射层212在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。该实施例的辐射制冷幕布一方面具有辐射制冷的降温效果，另一方面还具有反射热辐射的隔热效果，将其设置在大棚或建筑物外，其降温隔热效果优异。

反射型膜条202的厚度为20μm～2000μm。

在反射层212的一个实施方式中，反射层212包括金属反射层和/或陶瓷反射层，反射层212的厚度为5nm～2000nm。金属反射层的材料可以是但不限于Ag、Al、Cr、Ti中的一种或多种；陶瓷反射层的材料可以是但不限于氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化铌、氧化锌、氧化铟、氧化锡、氮化硅、氮化钛、硅化铝、硫化锌、硫化铟、硫化锡、氟化镁、氟化钙中的一种或多种。金属反射层或陶瓷反射层可采用气相沉积等方法形成在辐射制冷层211上，金属反射层、陶瓷反射层的制备方法为现有技术，本实用新型不再赘述。

反射层212可以只包括金属反射层，也可以只包括陶瓷反射层，还可以包括交替设置的金属反射层以及陶瓷反射层。由于金属反射层的稳定性相对较差，优选地，在金属反射层的一侧或者两侧设置陶瓷反射层。

在反射层212的另一个实施例中，反射层212为具有泡孔结构的层状树脂，反射层212的厚度为10μm～400μm。反射层的泡孔结构使得其在300nm～2500nm波长范围内有较高的反射率，泡孔结构可以通过拉伸工艺形成、也可以通过添加发泡剂形成、还可以通过添加一些颗粒物形成。

在一些情况下，反射层212可通过以下方法制备：将无机粒子、发泡剂与树脂混合，然后采用拉伸工艺制备膜层。其中，无机粒子可以是但不限于二氧化硅、二氧化钛中的一种或多种，发泡剂可以是但不限于聚4-甲基-1-戊烯有机发泡剂或环状烯烃共聚树脂有机发泡剂。树脂在拉伸的过程中，会在无机粒子周围形成泡孔结构，泡孔越致密，越有利于提高反射率，发泡剂的作用在于增加反射层212中产生的泡孔数量。

可以通过粘接剂连接反射层212与辐射制冷层211，反射层212也可以与辐射制冷层211采用共挤法一次成型。

优选地，反射层212在300nm～2500nm波长范围内的反射率为70％～100％，反射层212在300nm～2500nm波长范围内的反射率越高，其隔热效果越好。

在第三种实施方式中，多个膜条2分别为透光型膜条201以及反射型膜条202，如图4所示，其中透光型膜条201同第一种实施方式的透光型膜条201，反射型膜条202同第二种实施方式的反射型膜条202。透光型膜条201以及反射型膜条202交替设置，透光型膜条201与反射型膜条202的数量可以根据对透光量的需求进行调节。透光型膜条201与反射型膜条202交替设置的方式有多种，可以按照一定的规律交替设置两种膜条，例如每设置两透光型膜条201之间设置一反射型膜条202。透光型膜条201与反射型膜条202也可以无规律地交替设置。该实施方式中的辐射制冷幕布一方面具有辐射制冷的降温效果，另一方面还具有反射热辐射的隔热效果，同时，由于一部分膜条可透光，因此将其应用在大棚上时，还可以保证动植物获得一定的光照。

优选地，所述辐射制冷幕布的在300nm～2500nm波长范围内的热吸收率为2～60％。

在第四种实施方式中，多个膜条2的一部分为具有辐射制冷层211的膜条2a，另一部分为不具有辐射制冷层211的膜条2b，如图5所示。其中，具有辐射制冷层211的膜条2a可以是透光型膜条201和/或反射型膜条202；不具有辐射制冷层211的膜条2b为透明塑料薄膜，透明塑料薄膜的材质可以是但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚4-甲基戊烯(TPX)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)。

在第五种实施方式中，多个膜条2的一部分为具有辐射制冷层211的膜条2a，另一部分为不具有辐射制冷层211的膜条2b，如图5所示，其中，具有辐射制冷层211的膜条2a可以是透光型膜条201和/或反射型膜条202；不具有辐射制冷层211的膜条2b为反射膜条，反射膜条在300nm～2500nm波长范围内的反射率为50％～100％。

在一些情况下，如图6所示，膜条2b包括基层221以及设置在基层221上的反射层222，反射层222为金属反射层和/或陶瓷反射层时。

在另一些情况下，膜条2b包括反射层，反射层为具有泡孔结构的层状树脂。

值得一提的是，不具有辐射制冷层211的膜条2b还可以是具有其他功能的膜条，本实用新型以上各实施例并非穷尽的列举。

在其他一些实施中，透光型膜条201还可以包括除辐射制冷层211之外的其他层，只需要保证透光型膜条201具有所需的透光率即可。同理，反射率膜条202还可以包括除辐射制冷层211、反射层212之外的其他层。

各实施方式中，辐射制冷层211中的辐射制冷体可以是但不限于二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铝、硫酸钡中的一种或多种，辐射制冷体的平均粒径为10nm～30μm。

各实施方式中，辐射制冷层211中的树脂可以是但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚4-甲基戊烯(TPX)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)。

编织框架1是采用线材编织形成的网络结构，用于将多个相互分离的膜条2结合形成一整体的幕布。编织框架1所使用的材料可以是各种塑料、纤维等，编织框架1所使用的材料可以是透明或不透明材料。编织框架1可采用现有技术制备得到，本实用新型不再赘述。

在一些实施例中，编织框架1优选采用透明材料制备，以尽可能减少编织框架1影响膜条的辐射制冷效果。

在另一些实施例中，编织框架1优选形成多个相互平行的网状安装部11，至少部分网状安装部11内穿设有膜条2。

在另一些实施例中，编织形成编织框架1的材料至少部分为辐射制冷纤维，辐射制冷纤维包括树脂以及分散在树脂中的辐射制冷体，其制备方法可参考现有的制备方法，辐射制冷体可以是但不限于二氧化硅、二氧化钛、碳化硅、碳酸钙、氧化锌、氧化铝、硫酸钡中的一种或多种，辐射制冷体的平均粒径为10nm～30μm。

【实施例1】

一种辐射制冷幕布包括编织框架1以及并排设置在编织框架1上的多个膜条2，多个膜条2分别为交替设置的透光型膜条201和反射型膜条202，如图4所示。

透光型膜条201包括树脂以及分散在树脂中的辐射制冷体，辐射制冷体为粒径为10微米的SiO₂，辐射制冷体与树脂的质量之比为2：99，透光型膜条201的厚度为100微米。

反射型膜条202包括辐射制冷层211以及形成在辐射制冷层211上的反射层212。辐射制冷层211包括树脂以及分散在树脂中的辐射制冷体，辐射制冷体为粒径为10微米的SiO₂，辐射制冷体与树脂的质量之比为2：99，辐射制冷层211的厚度为100微米。反射层212包括厚度为20nm的金属铝层以及厚度为30nm的氧化铝层。反射型膜条202的层结构为依次设置的辐射制冷层、金属铝层、氧化铝层。

采用Perkin Elmer，Lambda 950型UV/Vis/NIR Spectrometer对透光型膜条201进行可见光透过率的测试、对反射型膜条202进行300nm～2500nm波长范围内的反射率的测试、对辐射制冷幕布在300nm～2500nm波长范围内的的热吸收率进行测试。采用SOC-100Hemispherical Directional Reflectometer对透光型膜条201以及反射型膜条202进行7～14μm波长的发射率的测试。测试结果为：透光型膜条201在7μm～14μm波长范围内的发射率为93.2％；透光型膜条201的可见光透过率为92.1％；反射型膜条202在7μm～14μm波长范围内的发射率为93.0％；反射型膜条202在300nm～2500nm波长范围内的反射率为93.4％；辐射制冷幕布在300nm～2500nm波长范围内的热吸收率为5.2％。

【实施例2】

一种辐射制冷幕布包括编织框架1以及并排设置在编织框架1上的多个膜条2，多个膜条2均为透光型膜条201。

采用Perkin Elmer，Lambda 950型UV/Vis/NIR Spectrometer对透光型膜条201进行可见光透过率的测试、对辐射制冷幕布在300nm～2500nm波长范围内的的热吸收率进行测试。采用SOC-100Hemispherical Directional Reflectometer对透光型膜条201进行7～14μm波长的发射率的测试。测试结果为：透光型膜条201在7μm～14μm波长范围内的发射率为93.2％；透光型膜条201的可见光透过率为92.1％；辐射制冷幕布在300nm～2500nm波长范围内的热吸收率为7.0％。

【对比例1】

一种幕布包括编织框架以及并排设置在编织框架上的多个膜条，多个膜条为反射膜条，反射膜条包括树脂基层以及形成在树脂基层上的反射层，反射层包括厚度为20nm的金属铝层以及厚度为30nm的氧化铝层。反射膜条的层结构为依次设置的树脂基层、金属铝层、氧化铝层。其中，树脂基层的厚度为100微米，树脂基层的材料与实施例1中辐射制冷层的树脂相同。

采用Perkin Elmer，Lambda 950型UV/Vis/NIR Spectrometer对反射膜条进行300nm～2500nm波长范围内的反射率的测试、对幕布在300nm～2500nm波长范围内的热吸收率进行测试。测试结果为：反射膜条在300nm～2500nm波长范围内的反射率为93.4％；辐射制冷幕布的热吸收率为5.1％。

将实施例1、实施例2、对比例1的辐射制冷幕布分别设置在大棚外侧，同时设置相同尺寸的大棚作为空白对照例。测试某一地区某一天的9：00～17：00的户外温度、铺有实施例1幕布的大棚A内部温度，铺设有实施例2幕布的大棚B内部温度、铺有对比例1幕布的大棚C内部温度、以及未铺幕布的大棚D内部温度，测试结果见表1。

表1

从表1的测试数据可以看出：设置了实施例1的辐射制冷幕布的大棚内温度，比户外温度低2～4℃；设置了实施例2的辐射制冷幕布的大棚内温度，比户外温度低2～5℃；设置了对比例1的幕布的大棚内温度，比户外温度高2～9℃；未设置任何幕布的大棚，室内温度比室外温度高出5～12℃。

可以发现：在大棚上设置本实用新型的辐射制冷幕布具有明显的制冷效果，可以使大棚内温度低于户外温度，而且将辐射制冷与反射隔热相结合(即实施例1)，可以达到更好的降温效果；在大棚上仅设置对比例1的幕布，虽然大棚内温度比不设置幕布时低，但是其温度也不会比户外温度低，降温效果较差。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims

1.一种辐射制冷幕布，其特征在于，包括编织框架以及设于所述编织框架上的多个膜条，至少部分所述膜条包括辐射制冷层，所述辐射制冷层包括树脂以及分散在所述树脂中的辐射制冷体，所述辐射制冷层在7μm～14μm波长范围内的发射率为70％～100％。

2.根据权利要求1所述的辐射制冷幕布，其特征在于，多个所述膜条并排或间隔地穿设在所述编织框架上，各所述膜条的表面积占所述辐射制冷幕布总表面积的20％～100％。

3.根据权利要求1所述的辐射制冷幕布，其特征在于，所述辐射制冷层的可见光透过率大于50％，所述辐射制冷层的厚度为10μm～1000μm。

4.根据权利要求1所述的辐射制冷幕布，其特征在于，至少部分所述膜条包括反射层，所述反射层在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。

5.根据权利要求1所述的辐射制冷幕布，其特征在于，至少部分所述膜条包括所述辐射制冷层以及设置在所述辐射制冷层一侧的反射层，所述反射层在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。

6.根据权利要求4或5所述的辐射制冷幕布，其特征在于，所述反射层包括金属层和/或陶瓷层，所述反射层的厚度为5nm～2000nm。

7.根据权利要求4或5所述的辐射制冷幕布，其特征在于，所述反射层为具有泡孔结构的层状树脂，所述反射层的厚度为10μm～400μm。

8.根据权利要求1所述的辐射制冷幕布，其特征在于，多个所述膜条分别为透光型膜条以及反射型膜条，所述透光型膜条包括所述辐射制冷层，所述透光型膜条的可见光透过率大于50％，所述反射型膜条包括所述辐射制冷层以及设置在所述辐射制冷层一侧的反射层，所述反射型膜条在300nm～2500nm波长范围内的反射率为20％～100％。

9.根据权利要求8所述的辐射制冷幕布，其特征在于，所述辐射制冷幕布在300nm～2500nm波长范围内的热吸收率为2～60％。