CN216048431U - 一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，包括太阳能转化装置、辐射制冷装置、旋转支架、倾角调节部件和支撑底座；太阳能转化装置与辐射制冷装置以相互垂直的方式连接在旋转支架上，旋转支架连接在倾角调节部件上，倾角调节部件连接在支撑底座上；倾角调节部件用于调节旋转支架与地平面之间的倾斜角度，旋转支架用于带动太阳能转化装置与辐射制冷装置转动，使得太阳能转化装置的向阳面始终与太阳照射光线垂直的同时，辐射制冷装置的反射面始终与太阳照射光线平行。本实用新型能在同一区域实现太阳能和辐射能两种深空能源的高效率转化和同时叠加利用，大大提高了单位面积的能源利用率和能量密度，节省大量的土地资源和空间。

Description

一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置
技术领域
本实用新型涉及可再生能源利用领域，具体涉及一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置。
背景技术
可再生深空能源包括太阳能和辐射能。太阳能作为可再生能源在国内外已获得广泛的应用，可用于发电、供热和供冷，占世界能源比重越来越大，是未来能源发展的主要方向之一。辐射制冷是一种零能耗、被动式制冷技术，其利用地球大气层在8-13μm波段的光谱特性，通过热辐射方式将热量直接传递至太空，辐射制冷过程全天进行、制冷过程不消耗电能或机械能，具有良好的应用前景。
太阳能及辐射制冷的最大瓶颈问题是单位面积的能量密度太低，且太阳能只能在白天才能应用，需占用大量的土地资源和空间，极大地限制了太阳能和辐射制冷的应用效果。
提高单位面积的可再生能源利用率是国内外研究的热点，目前的技术现状是同一区域只能实现单一的能源利用方式，太阳能利用及辐射制冷只能选择一种，提高能量密度的主要方式仍然集中在提高太阳能和辐射制冷的本身效率。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的不足，本实用新型提供一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，实现同一区域太阳能和辐射能两种深空能源的高效率转化和同时叠加利用，大大提高了单位面积的能源利用率和能量密度，节省大量的土地资源和空间。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，包括太阳能转化装置、辐射制冷装置、旋转支架、倾角调节部件和支撑底座；
太阳能转化装置与辐射制冷装置以相互垂直的方式连接在旋转支架上，旋转支架连接在倾角调节部件上，倾角调节部件连接在支撑底座上；倾角调节部件用于调节旋转支架与地平面之间的倾斜角度，旋转支架用于带动太阳能转化装置与辐射制冷装置转动，使得太阳能转化装置的向阳面始终与太阳照射光线垂直的同时，辐射制冷装置的反射面始终与太阳照射光线平行。
作为本实用新型的一种改进，所述太阳能转化装置为太阳能光伏发电板、太阳能集热器或太阳能吸附制冷装置，用于将接收到的太阳能转化为电能、热能或冷量。
作为本实用新型的一种改进，所述辐射制冷装置包括透光保温材料、透光辐射制冷材料、光线反射板和被冷却介质通道，透光保温材料、透光辐射制冷材料、光线反射板从外向内层叠设置在被冷却介质通道两侧；
大气中的不可控漫反射光线依次穿过透光保温材料、透光辐射制冷材料，经由光线反射板反射，依次穿过透光辐射制冷材料、透光保温材料返回到大气中，整个过程不与外界产生能量交换；
透光辐射制冷材料通过8～13μm辐射光波的形式将热量传递给宇宙深空，自身产生的冷量经光线反射板导热传递给被冷却介质通道中的被冷却介质，实现辐射制冷。
作为本实用新型的一种改进，所述透光保温材料采用真空玻璃或透明隔热罩。
作为本实用新型的一种改进，所述太阳能转化装置为若干个，平行摆放且互不遮挡。
作为本实用新型的一种改进，所述辐射制冷装置为若干个，平行摆放且互不遮挡。
作为本实用新型的一种改进，所述倾角调节部件包括间隔设置在支撑底座上的一号升降杆和二号升降杆；所述旋转支架的两端分别连接在一号升降杆和二号升降杆的升降端。
作为本实用新型的一种改进，所述可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置可单个或者多个组合使用，摆放位置互不干涉。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型的可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，太阳能转化装置将光能转化为所需的电能和热能，实现装置供电供热，辐射制冷装置将自身热能通过辐射光波的形式传递给宇宙深空，实现装置供冷，整个装置在同一区域实现太阳能和辐射能两种深空能源的高效率转化和同时叠加利用，大大提高了单位面积的能源利用率和能量密度，节省大量的土地资源和空间。
2、本实用新型的可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，装置功能形式多样，可同时或者选择性实现供冷、供热和供电功能，适应场景和需求十分广泛。
附图说明
图1是本实用新型的可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置的结构示意图；
图2是本实用新型的辐射制冷装置的剖面结构示意图；
图3是本实用新型太阳能转化装置和辐射制冷装置的不同组合形式；
附图标记说明：1-太阳能转化装置；2-辐射制冷装置；21-真空玻璃；22-透光辐射制冷材料；23-光线反射板；24-被冷却介质通道；3-旋转支架；4-一号升降杆；5-二号升降杆；6-支撑底座。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，主要包括太阳能转化装置1，辐射制冷装置2，旋转支架3，一号升降杆4，二号升降杆5和支撑底座6。
太阳能转化装置1与辐射制冷装置2垂直角度固定连接在旋转支架3上，优选图3所示的组合形式，具体的，太阳能转化装置1平行摆放且互不遮挡，辐射制冷装置2也平行摆放且互不遮挡。太阳能转化装置1和辐射制冷装置2形成的垂直结构可以围绕旋转支架3自由旋转。一号升降杆4与二号升降杆5间隔固定在支撑底座6上，旋转支架3的两端分别连接在一号升降杆4和二号升降杆5的升降端。
旋转支架3、一号升降杆4、二号升降杆5分别配置动力装置，一号升降杆4与二号升降杆5协同工作，可实现调节旋转支架3相对地平面的倾斜角度，旋转支架3可带动太阳能转化装置1与辐射制冷装置2绕其转动。通过三者协同运动，可保证太阳能转化装置1的向阳面始终与太阳照射光线垂直，最大程度的利用太阳能。与此同时，因辐射制冷装置2垂直太阳能转化装置1设置，辐射制冷装置2的反射面则始终与太阳照射光线平行，辐射制冷装置 2不用直接反射太阳光，可最大程度的降低太阳直射对辐射制冷的影响。
具体的，旋转支架3、一号升降杆4、二号升降杆5的动作控制可根据装置所处的经纬度通过程序智能控制。白天时段，太阳能转化装置1的向阳面跟随太阳照射光线自东向西旋转，整个过程太阳能转化装置1的向阳面始终与太阳照射光线垂直，辐射制冷装置2的反射面始终与太阳照射光线平行。夜间时段，太阳能转化装置1的向阳面复位朝向正东方。
太阳能转化装置1可采用太阳能光伏发电板、太阳能集热器、太阳能吸附制冷装置的一种或几种，用于将接收到的太阳能转化为电能、热能或冷量，具体结构均为现有，在此不再赘述。
辐射制冷装置2的结构如图2所示，包括真空玻璃21、透光辐射制冷材料22、光线反射板23和被冷却介质通道24。光线反射板23、辐射制冷材料22、真空玻璃板21自内而外层叠摆放，两层光线反射板23之间构成被冷却介质通道24。真空玻璃21用于透光和保温，当然也可换成其他的透光保暖结构，例如透光隔热罩等，隔绝辐射制冷装置内外的热交换。透光辐射制冷材料22用于透光和全时段辐射制冷，工作特性类似于黑体辐射，其热辐射主要以波长为8-13微米的红外线的形式散发，这个波段的红外线很难被大气层吸收，可以直达外太空，从而将辐射制冷装置的热量带走。光线反射板23用于反射光线，从而使得辐射制冷装置无法从阳光中获取热量，为辐射制冷提供先决条件。被冷却介质通道24用于输送被冷却介质，及时有效将冷量分配、转移和利用。
具体的，辐射制冷装置2的工作过程如下：
大气中的不可控漫反射光线，依次穿过真空玻璃21、透光辐射制冷材料22，经光线反射板23反射，依次穿过透光辐射制冷材料22、透光真空玻璃21，返回到大气中，整个过程不与外界产生能量交换。
与此同时，透光辐射制冷材料22通过真空玻璃2隔绝与外界大气导热及对流换热，辐射制冷材料工作特性类似于黑体辐射，其热辐射波长控制在8～13μm，8～13μm的辐射光波能够有效穿透大气层，全时段与宇宙深空进行热交换，通过辐射光波的形式将热量传递给宇宙深空，自身产生的冷量经光线反射板23导热传递给被冷却介质，被冷却介质通过被冷却介质通道24的多样结构，及时有效将冷量分配、转移和利用，实现辐射制冷。
另外，可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置可多个组合使用，摆放位置互不干涉，以增加太阳能转化装置1的受光面积和辐射制冷装置2的热辐射面积，提高能源利用率。
综上，本实用新型的可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，太阳能转化装置1将光能转化为所需的电能和热能，实现装置供电供热，辐射制冷装置2将自身热能通过辐射光波的形式传递给宇宙深空，实现装置供冷，整个装置在同一区域实现太阳能和辐射能两种深空能源的高效率转化和同时叠加利用，大大提高了单位面积的能源利用率和能量密度，节省大量的土地资源和空间。同时，太阳能转化装置1与辐射制冷装置2特殊的垂直设计，使得二者工作时互不影响，进一步提高了同时叠加利用的效果。
上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：包括太阳能转化装置、辐射制冷装置、旋转支架、倾角调节部件和支撑底座；
太阳能转化装置与辐射制冷装置以相互垂直的方式连接在旋转支架上，旋转支架连接在倾角调节部件上，倾角调节部件连接在支撑底座上；倾角调节部件用于调节旋转支架与地平面之间的倾斜角度，旋转支架用于带动太阳能转化装置与辐射制冷装置转动，使得太阳能转化装置的向阳面始终与太阳照射光线垂直的同时，辐射制冷装置的反射面始终与太阳照射光线平行。
2.根据权利要求1所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述太阳能转化装置为太阳能光伏发电板、太阳能集热器或太阳能吸附制冷装置，用于将接收到的太阳能转化为电能、热能或冷量。
3.根据权利要求1所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述辐射制冷装置包括透光保温材料、透光辐射制冷材料、光线反射板和被冷却介质通道，透光保温材料、透光辐射制冷材料、光线反射板从外向内层叠设置在被冷却介质通道两侧；
大气中的不可控漫反射光线依次穿过透光保温材料、透光辐射制冷材料，经由光线反射板反射，依次穿过透光辐射制冷材料、透光保温材料返回到大气中，整个过程不与外界产生能量交换；
透光辐射制冷材料通过8～13μm辐射光波的形式将热量传递给宇宙深空，自身产生的冷量经光线反射板导热传递给被冷却介质通道中的被冷却介质，实现辐射制冷。
4.根据权利要求3所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述透光保温材料采用真空玻璃或透明隔热罩。
5.根据权利要求1所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述太阳能转化装置为若干个，平行摆放且互不遮挡。
6.根据权利要求1所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述辐射制冷装置为若干个，平行摆放且互不遮挡。
7.根据权利要求1所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述倾角调节部件包括间隔设置在支撑底座上的一号升降杆和二号升降杆；所述旋转支架的两端分别连接在一号升降杆和二号升降杆的升降端。
8.根据权利要求1所述的一种可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置，其特征在于：所述可再生深空能源高效转化供冷供热供电装置可单个或者多个组合使用，摆放位置互不干涉。
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