輻射制冷裝置的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、能源與環(huán)境問(wèn)題目前已經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，制冷空調(diào)日常運(yùn)行消耗了大量的電力能源，同時(shí)各種制冷設(shè)備大量使用CFCs等對(duì)臭氧層有害的工質(zhì)，不利于可持續(xù)發(fā)展。輻射制冷利用地球大氣層特殊的光譜性質(zhì)，采用熱輻射的方式把地面上的熱量輻射到外太空，是一種被動(dòng)式的制冷方式，值得進(jìn)一步研究和利用。 本文針對(duì)輻射制冷裝置的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行了下面三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的研究： 1．為了獲得輻射制冷裝置理想的選擇性輻射體，作者從基爾霍夫定律和光學(xué)

2、薄膜理論出發(fā)，利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Macleod，嘗試了在鋁基上鍍單層和多層光學(xué)膜系，以滿足輻射制冷的要求。選擇合適的膜層材料，在全波段高反射鋁基底上設(shè)計(jì)單層和多層膜系，運(yùn)用單純形法(Simplex)優(yōu)化了膜層，得到最優(yōu)的多層膜結(jié)構(gòu)。膜系的光譜曲線顯示，在8～13μ m波段具有高的發(fā)射率，其余波段有高的反射率，并且在大的輻射方向角范圍內(nèi)(0°-60°)具有穩(wěn)定的光學(xué)性能。光學(xué)薄膜方法為設(shè)計(jì)選擇性輻射體提供了理論指導(dǎo)。 2．在實(shí)際中，

3、現(xiàn)有的輻射制冷裝置在需要降溫的夏季白天里取得制冷效果非常困難。本章提出只應(yīng)用于夜間的“夜問(wèn)輻射制冷”裝置，有利于充分發(fā)揮輻射制冷潛力。選擇并實(shí)驗(yàn)了幾種適合于高發(fā)射率材料，得到最佳的高發(fā)射率材料：碳黑粉，使用聚乙烯膜做為透明蓋板，制做了夜間輻射制冷裝置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析表明：“夜間輻射制冷”裝置完全可以用于低層建筑的夏季夜間降溫。計(jì)算了裝置的能量利用效率并利用數(shù)值模擬優(yōu)化了裝置結(jié)構(gòu)，研究了其能量利用率提高的空間。 3．在輻射制冷裝置