[發(fā)明專利]一種具有溫度自適應(yīng)性的分離式柔性智能輻射熱控復(fù)合膜及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114536901B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝銀模;譚建宇;孫克偉;張曉月;來慶志;王方舟
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 韓立巖

本發(fā)明涉及一種具有溫度自適應(yīng)性的分離式柔性智能輻射熱控復(fù)合膜及其制備方法與應(yīng)用，屬輻射熱控技術(shù)領(lǐng)域。為解決現(xiàn)有輻射熱控膜不易切換模式，不具備溫度反饋能力的問題，本發(fā)明提供了一種具有溫度自適應(yīng)性的分離式柔性智能輻射熱控復(fù)合膜，包括自上而下設(shè)置的均具有柔性的可拆卸反射層、太陽熱吸收層和溫度自適應(yīng)復(fù)合層；溫度自適應(yīng)復(fù)合層包括自上而下設(shè)置的熱致變色層、紅外透明間隔層和金屬反射層。本發(fā)明通過保留或分離最上層的可拆卸反射層實(shí)現(xiàn)輻射制冷和輻射加熱模式的切換，操作簡便，使用壽命長、成本低。本發(fā)明智能輻射熱控復(fù)合膜還具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)輻射散熱強(qiáng)度的智能調(diào)控能力，大大提高了輻射熱控系統(tǒng)的環(huán)境適用性和實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬輻射熱控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有溫度自適應(yīng)性的分離式柔性智能輻射熱控復(fù)合膜及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

輻射熱控技術(shù)是一種無需額外能量輸入的被動熱控方式，其原理是通過調(diào)控對太陽熱量的吸收以及調(diào)控向深冷太空輻射散熱的強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)。發(fā)展適合實(shí)際應(yīng)用的被動式輻射熱控技術(shù)，對節(jié)能降耗具有重要意義。然而，目前輻射熱控技術(shù)功能單一，一般僅具有太陽熱吸收涂層，實(shí)現(xiàn)輻射加熱作用，或僅具有輻射制冷涂層，實(shí)現(xiàn)輻射制冷作用。單一功能的輻射涂層在使用上受季節(jié)限制，并且不適合在氣象變化頻繁和晝夜溫差較大的地域使用。例如，單一的輻射加熱功能不適合在夏季或者溫度較高的天氣使用，單一的輻射制冷功能不適合在冬季或溫度較低的天氣使用。此外，現(xiàn)有的輻射熱控技術(shù)缺乏溫度反饋能力，只能單向的加熱或降溫直至與環(huán)境達(dá)到熱平衡態(tài)，無法根據(jù)目標(biāo)溫度進(jìn)行反饋調(diào)控。因此，能進(jìn)行加熱和制冷兩種工作模式間切換，并且具有一定的反饋調(diào)節(jié)能力的智能輻射熱控技術(shù)是拓展輻射熱控技術(shù)應(yīng)用范圍的重要發(fā)展方向。

針對上述問題，上海交通大學(xué)公開了一種兼具輻射加熱和制冷功能的新技術(shù)，公告號為CN113276510A的專利提出了一種智能輻射熱控用Janus柔性復(fù)合膜。這種輻射膜的一側(cè)可以吸收太陽熱、同時(shí)具有較小的紅外發(fā)射率，通過增強(qiáng)吸熱和減小輻射散熱來實(shí)現(xiàn)輻射加熱功能；另一側(cè)對太陽光高反射、紅外高發(fā)射，通過減小吸熱和增強(qiáng)輻射散熱來實(shí)現(xiàn)輻射制冷功能。在使用過程中，當(dāng)目標(biāo)需要進(jìn)行加熱時(shí)，將吸收太陽熱、具有較小紅外發(fā)射率的一側(cè)面向天空；當(dāng)目標(biāo)需要進(jìn)行制冷時(shí)，將對太陽光高反射、紅外高發(fā)射一側(cè)面向天空。通過主動翻轉(zhuǎn)法來實(shí)現(xiàn)加熱和制冷功能切換。這項(xiàng)技術(shù)較好的解決了以往輻射熱控技術(shù)功能單一的問題，實(shí)現(xiàn)了用于加熱和制冷兩種功能的智能輻射熱控方法。然而，這種技術(shù)在實(shí)際使用過程中仍存在一些問題。1)當(dāng)進(jìn)行加熱和制冷模式切換時(shí)，每次都需要將輻射熱控復(fù)合膜與基底表面剝離、翻轉(zhuǎn)后再與基底表面貼合，在實(shí)際使用中操作流程比較繁瑣。2)該復(fù)合膜只有加熱和制冷兩種截然相反的工作模式，不具有微調(diào)功能。在遇到晝夜溫差大、氣溫突變等氣候條件時(shí)，如果仍用翻轉(zhuǎn)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，會進(jìn)一步增加翻轉(zhuǎn)的頻率，頻繁的翻轉(zhuǎn)輻射熱控復(fù)合膜，容易加快復(fù)合膜的疲勞損耗，縮短價(jià)格較高的復(fù)合膜的使用壽命，導(dǎo)致使用成本的升高。3)該復(fù)合膜不具備溫度反饋能力，不是嚴(yán)格意義上的熱控技術(shù)，是否進(jìn)行翻轉(zhuǎn)調(diào)控需人為判斷和操作，在使用過程中容易出現(xiàn)過度加熱或過度制冷的問題。

因此，研發(fā)具有溫度反饋能力、操作更簡便、使用壽命長、使用成本低以及具有微調(diào)功能的溫度自適應(yīng)性智能輻射熱控復(fù)合膜，以提高輻射熱控系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性和實(shí)用性、降低使用成本是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有輻射熱控膜制冷與加熱模式不易切換，不具備溫度反饋能力而導(dǎo)致容易出現(xiàn)過度加熱或制冷的問題，本發(fā)明提供了一種具有溫度自適應(yīng)性的分離式柔性智能輻射熱控復(fù)合膜及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案：