[發明專利]耐高溫高紅外發射的被動式輻射冷卻結構及冷卻方法

在審

• 申請號: 201910050584.6
• 申請日: 2019-01-19
• 公開（公告）號: CN109631409A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 周志華;劉俊偉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25B23/00
• 分類號: F25B23/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 吳學穎

本發明公開了一種耐高溫高紅外發射的被動式輻射冷卻結構及冷卻方法：將聚苯乙烯溶解于四氫呋喃中，完全溶解后，加純凈水，稱為前體溶液；四氫呋喃蒸發，聚苯乙烯和水分離，聚苯乙烯中形成微孔，形成冷卻材料層；冷卻材料附著在傳熱材料層表面；冷卻材料層上覆蓋遮蓋層；冷卻材料層與遮蓋層之間形成隔熱腔體層；傳熱材料層、冷卻材料層、隔熱腔體層和遮蓋層構成被動式輻射冷卻結構，傳熱材料層與被冷卻體接觸，遮蓋層暴露在室外，冷卻材料層將被冷卻體熱量以紅外線形式發射出去，將透射進來的太陽光反射回去。本發明能夠為某些場合和設備提供被動式降溫，起到冷卻的作用。

技術領域

本發明涉及冷卻領域，更具體的說，是涉及一種耐高溫高紅外發射的被動式輻射冷卻結構及冷卻方法。

背景技術

目前，很多領域需要降溫，比如建筑、軍工、電子、機械設備等。建筑物當室外溫度高時，需要空調降溫；在沒有空調的情況下，采用電風扇或水蒸發降溫。在軍工領域，槍管、炮筒打一陣子子彈或炮彈，溫度升高，影響精度，必須停下來降溫。

在這些無法采用主動式手段的場合或者為了節能，采用本發明可以起到冷卻的作用。

發明內容

本發明的目的是為了解決制冷能耗大或者無法采用主動式制冷的問題，提供一種耐高溫高紅外發射的被動式輻射冷卻結構及冷卻方法，能夠為某些場合和設備提供被動式降溫，起到冷卻的作用。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明耐高溫高紅外發射的被動式輻射冷卻結構，由組合材料層構成，所述組合材料層設置于被冷卻體外部，所述組合材料層包括由內至外依次設置的傳熱材料層、冷卻材料層、隔熱腔體層和遮蓋層，所述傳熱材料層將被冷卻體的熱量傳遞給冷卻材料層，所述冷卻材料層由分級多孔聚苯乙烯材料層構成，將熱量以紅外線的形式發射出去，同時將透射進來的太陽光反射回去，所述遮蓋層用于保護冷卻材料層，且與冷卻材料層之間形成一個空腔，作為隔熱腔體層，所述隔熱腔體層用于阻止外部環境的熱量傳遞進來。

所述冷卻材料層的制作方法：將一定比例的聚苯乙烯溶解于四氫呋喃中，待聚苯乙烯完全溶解后，加適合比例的純凈水，稱為前體溶液；將前體溶液放進容器內，四氫呋喃蒸發，使聚苯乙烯和水分離，在聚苯乙烯中形成直徑不一的微孔，形成冷卻材料層。

所述遮蓋層采用高透光率的材料板，如PE板、PC板或TPX板。

本發明的目的還可通過以下技術方案實現。

本發明耐高溫高紅外發射的被動式輻射冷卻方法，包括以下步驟：

第一步：將一定比例的聚苯乙烯溶解于四氫呋喃中，待聚苯乙烯完全溶解后，加適合比例的純凈水，稱為前體溶液；

第二步：將前體溶液放進容器內，由于四氫呋喃蒸發，使聚苯乙烯和水分離，在聚苯乙烯中形成直徑不一的微孔，形成冷卻材料層；

第三步，將冷卻材料附著在傳熱材料層表面，兩者充分接觸，利于傳熱材料層將熱量傳給冷卻材料層；

第四步：在冷卻材料層上覆蓋一層具有高透光率的材料板，作為遮蓋層，阻止空氣中的細微顆粒物堵塞微孔；

第五步，冷卻材料層與遮蓋層之間形成一個封閉空腔，內部充空氣或氬氣或抽真空，形成隔熱腔體層，以增大熱阻，減少外部環境的熱量傳給被冷卻體；

第六步，上述傳熱材料層、冷卻材料層、隔熱腔體層和遮蓋層構成被動式輻射冷卻結構，將被動式輻射冷卻結構通過傳熱材料層與被冷卻體接觸，遮蓋層暴露在室外，盡量保證上方及周圍無遮擋，使得冷卻材料層將吸收的被冷卻體的熱量以紅外線形式發射出去，同時將透射進來的太陽光反射回去，阻止陽光對被冷卻體的加熱。

與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：