[發(fā)明專利]一種基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置及調(diào)節(jié)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810572231.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN108644946A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃巽;朱雨彤;張愷;吳京錦;劉金祥;牛曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): F24F5/00
• 分類號(hào): F24F5/00;F25B41/00;F24F11/65
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• 代理人: 暫無信息

1.一種基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置，其特征在于，該裝置包括輻射致冷末端(1)、腔體(2)、第一電動(dòng)閥(3)、蓄冷水箱(4)、第一水泵(5)、第二電動(dòng)閥(6)、第三電動(dòng)閥(7)、第四電動(dòng)閥(8)、第五電動(dòng)閥(9)、第六電動(dòng)閥(10)、保溫材料層(11)、墻體(12)、第二水泵(13)、第一管道(101)、第二管道(102)、第三管道(201)、第四管道(202)、冷媒輸入管道(301)、冷媒輸出管道(302)、第五管道(401)和第六管道(402)。

2.按照權(quán)利要求1所述的基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置，各環(huán)路之間相互連接，其特征在于，第一電動(dòng)閥(3)位于第一管道(101)中，第一水泵(5)和第二電動(dòng)閥(6)位于第二管道(102)中。腔體(2)的出水口與第一管道(101)的輸入端連接，第一管道(101)的輸出端與蓄冷水箱(4)的第一進(jìn)水口連接，蓄冷水箱(4)的第一出水口與第二管道(102)的輸入端連接，第二管道(102)的輸出端與腔體(2)的進(jìn)水口連接，形成一個(gè)完整的回路。

第三電動(dòng)閥(7)和第二水泵(13)位于第五管道(401)中，第四電動(dòng)閥(8)位于第六管道(402)中。蓄冷水箱(4)的第二出水口與第六管道(402)的輸入端連接，第六管道(402)的輸出端與冷媒輸入管道(301)的輸入端連接，冷媒輸入管道(301)的輸出端與冷媒輸出管道(302)的輸入端連接，冷媒輸出管道(302)的輸出端通過第五管道(401)與蓄冷水箱(4)的第二進(jìn)水口連接，形成一個(gè)完整的回路。

第五電動(dòng)閥(9)位于第四管道(202)中，第六電動(dòng)閥(10)位于第三管道(201)中。第五電動(dòng)閥(9)通過第四管道(202)將第二管道(102)與第五管道(401)連接，且第四管道(202)與第二管道(102)的連接處位于第二電動(dòng)閥(6)與第一水泵(5)之間，第四管道(202)與第五管道(401)的連接處位于冷媒輸出管道(302)的輸出端與第二水泵(13)之間。第六電動(dòng)閥(10)通過第三管道(201)將第一管道(101)與第六管道(402)連接，且第三管道(201)與第一管道(101)的連接處位于第一電動(dòng)閥(3)與腔體(2)的出水口之間，第三管道(201)與第六管道(402)的連接處位于第四電動(dòng)閥(8)與冷媒輸入管道(301)的輸入端之間。

3.按照權(quán)利要求1所述的基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置，其特征在于，所述輻射致冷末端(1)與腔體(2)緊密貼合，使得輻射致冷末端(1)與外太空輻射換熱制取的冷量盡可能多地傳遞給腔體(2)中的水。

4.按照權(quán)利要求1所述的基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置，其特征在于，所述冷媒水管、保溫材料層(11)由內(nèi)而外依次敷設(shè)在墻體(12)表面。

5.按照權(quán)利要求1所述的基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置，其特征在于，所述輻射致冷末端(1)采用的輻射致冷材料，應(yīng)在8-13μm波段(“大氣窗口”波段)內(nèi)具有較高的發(fā)射率，即發(fā)射率應(yīng)大于0.90；所采用的輻射致冷材料，應(yīng)同時(shí)在太陽熱輻射波段應(yīng)具有較高的反射率，即反射率應(yīng)大于0.90；所采用的輻射致冷材料，可以是基于超材料的光譜選擇性膜，納米激光性選擇發(fā)射材料，或者輻射致冷涂層或涂料中的一種。

6.按照權(quán)利要求1所述的基于輻射致冷的墻體降溫節(jié)能裝置，其特征在于，所述冷媒水管，可以選用毛細(xì)管，PVC管，銅管，鍍鋅鋼管。水管在布置方式上依據(jù)Y型構(gòu)造理論，根據(jù)裝置大小確認(rèn)構(gòu)造理論分布的級(jí)數(shù)。通過構(gòu)造理論布置，可以提高換熱效率，減少熱損失。

7.一種基于輻射效應(yīng)的墻體降溫節(jié)能裝置的調(diào)節(jié)方法，包括水箱蓄冷模式，水箱供冷模式和輻射致冷直接供冷模式，其特征在于：

水箱蓄冷模式：在墻體(12)不需要降溫時(shí)，關(guān)閉第三電動(dòng)閥(7)、第四電動(dòng)閥(8)、第五電動(dòng)閥(9)和第六電動(dòng)閥(10)，打開第一電動(dòng)閥(3)和第二電動(dòng)閥(6)，輻射致冷末端(1)通過大氣窗口與外太空輻射致冷，制取的冷量傳遞給腔體(2)中的水，吸收冷量后的冷水通過第一管道(101)蓄入蓄冷水箱(4)中待用，蓄冷水箱(4)通過第二管道(102)對(duì)腔體(2)不斷供水，以此循環(huán)。

水箱供冷模式：在日間，墻體(12)需要降溫且輻射致冷末端(1)的致冷效率較低時(shí)，打開第三電動(dòng)閥(7)和第四電動(dòng)閥(8)，關(guān)閉第一電動(dòng)閥(3)、第二電動(dòng)閥(6)、第五電動(dòng)閥(9)和第六電動(dòng)閥(10)，蓄冷水箱(4)中的冷水通過第六管道(402)進(jìn)入冷媒輸入管道(301)，實(shí)現(xiàn)對(duì)墻體(12)的降溫，升溫后的冷媒通過冷媒輸出管道(302)回到蓄冷水箱(4)中，以此循環(huán)。

輻射致冷直接供冷模式：在夜間，墻體(12)需要降溫且輻射致冷末端(1)的致冷效率較高時(shí)，打開第五電動(dòng)閥(9)和第六電動(dòng)閥(10)，關(guān)閉第一電動(dòng)閥(3)、第二電動(dòng)閥(6)、第三電動(dòng)閥(7)和第四電動(dòng)閥(8)，輻射致冷末端(1)制取的冷量對(duì)腔體(2)中的水降溫，冷媒通過第三管道(201)進(jìn)入冷媒輸入管道(301)，冷卻墻體(12)，升溫后的冷媒通過第四管道(202)回到腔體(2)，以此循環(huán)。

上述三種模式，可以根據(jù)用戶的致冷需求，控制電動(dòng)閥的開啟與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)模式之間的切換或者三種模式的單獨(dú)或組合使用。比如：在白天，輻射致冷效果較差，且用戶致冷需求較大時(shí)，可以組合采用水箱供冷模式和輻射致冷直接供冷模式；在夜間，輻射致冷效果較好，且用戶有致冷需求時(shí)，可以單獨(dú)使用輻射致冷直接供冷模式；在用戶沒有致冷需求時(shí)，使用水箱蓄冷模式，此時(shí)輻射致冷的冷量蓄入蓄冷水箱(4)中備用。