[发明专利]一种辐射制冷测试装置

说明书

本发明涉及辐射制冷技术领域，尤其是涉及的是一种辐射制冷测试装置，包括测试装置主体、测温装置、支架，所述测试装置主体包括顶面支撑杆、若干根竖杆，所述顶面支撑杆、若干根竖杆一起构成腔体，所述腔体的底部设置有用于放置测试样品的透明网层，所述腔体的外围均包覆有透明膜，所述测温装置设置在腔体的下方，所述支架包括与竖杆连接的若干根支杆。本发明结构简单，构造巧妙，制作成本低，太阳辐射吸收率低，透光率高，密封性良好，测试准确性好。

技术领域

本发明涉及辐射制冷技术领域，尤其是涉及的是一种辐射制冷测试装置。

背景技术

随着全球变暖现象越来越显著，人们需要在制冷领域投入更多的能源才能达到预期的冷却效果，这一方面加剧了能源危机，另一方面由于制冷空调的大面积使用而产生的更多氟利昂排放，也会导致人们的生存环境进一步恶化。在这一背景下，减少能耗或研发新的制冷降温的方法和技术，是迫在眉睫的任务。此时辐射制冷作为一种零能耗，安全高效清洁的制冷技术，表现出了实际的应用价值。

辐射制冷是物体将自身热量以红外发射的途径通过大气窗口辐射到外太空这一巨大冷源来达到自身降温的被动冷却方式。对大气层而言，不同波段的电磁波有着不一样的透过率，所谓的“大气窗口”便是其中透过率较高的波段，例如0.3-2.5μm，3.2-4.8μm，8-13μm就是这样的“大气窗口”。在众多波段之中，8-13μm的波段是最引人关注的一段波段，原因是在常温下的黑体辐射主要就是集中在这一波段。

很长一段时间，辐射制冷的实验主要在夜晚进行，这是由于辐射体在白天会大量吸收太阳的辐照能量而使自身的温度不断上升，从而使辐射制冷的效果无法显现。直到最近，科学家们才研发出了多种可以实现日间辐射制冷的材料，这些材料普遍具有的特点是材料表面对太阳辐射(波长在0.3-2.5微米之间)有较高的反射率，同时对透明大气窗口谱段(8-13微米)具有较高的红外发射率。由此，开启了辐射制冷研究领域的新篇章，涌现出一批优秀的研究工作。在这些工作中，出现了许多新的辐射制冷测试装置，比如2017年美国斯坦福大学科研团队设计的装置中，辐射制冷材料被放置于透明玻璃培养皿的内侧，培养皿由三根高度约为20厘米的玻璃棒支撑，置于屋顶上方。培养皿的顶部覆盖着一层对所有辐射电磁波都是透明的聚乙烯薄膜，充当对流屏蔽层。该装置尽管简单，但存在如下两个显著问题而影响测量的准确性：1，较厚的玻璃培养皿易吸收太阳辐照而发热；2，培养皿离地仅20厘米，温度较高的地表易通过短距离辐射传热的方式对培养皿内的样品加热。再比如2018年美国新墨西哥大学的科研团队设计了一套相对复杂的装置进行辐射制冷研究，但该装置外表面用铝箔覆盖，内表面为白色不透明聚苯乙烯泡沫材料，铝箔和聚苯乙烯泡沫材料受阳光照射会吸收一定的热量，从而会影响实验测量的准确性，特别是在长时间的测试过程中。

目前，辐射制冷的测试装置仍在不断改进中，以尽可能减少装置吸收太阳辐射能量和高温地面辐射传热对测试的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种简易的辐射制冷测试装置，通过减少测试装置本身对太阳辐射能量的吸收和降低高温地面辐射传热对测试样品的影响，提升测试准确度。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种辐射制冷测试装置，包括测试装置主体、测温装置、支架，所述测试装置主体包括顶面支撑杆、若干根竖杆，所述顶面支撑杆、若干根竖杆一起构成腔体，所述腔体的底部设置有用于放置测试样品的透明网层，所述透明网层由高强度尼龙线编织而成，所述腔体的外围均包覆有透明膜，用以隔绝空气对流导致的热传递，而且透光率高，密封性良好，所述测温装置设置在腔体的下方，所述支架包括与竖杆连接的若干根支杆。

优选的，所述透明膜的厚度为10～25μm，使得腔体内不容易吸热，增加了测试的准确度。

优选的，所述顶面支撑杆、竖杆均由透明有机玻璃制成的，通过采用透明有机玻璃制成杆件，降低了太阳辐射吸收，减少杆件升温对测试结果的影响。