[发明专利]一种可同时从太阳获取热源和从宇宙深空获取冷源的装置有效
申请号: | 202110668964.3 | 申请日: | 2021-06-16 |
公开(公告)号: | CN113587458B | 公开(公告)日: | 2022-09-06 |
发明(设计)人: | 陈震;赵晓冬;张政 | 申请(专利权)人: | 东南大学 |
主分类号: | F24S20/25 | 分类号: | F24S20/25;F24S50/40 |
代理公司: | 北京德崇智捷知识产权代理有限公司 11467 | 代理人: | 郝雅洁 |
地址: | 210000 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 同时 太阳 获取 热源 宇宙 装置 | ||
本发明涉及一种可同时从太阳获取热源和从宇宙深空获取冷源的装置,包括:真空腔,所述真空腔的顶面通过红外透明的盖板封闭成密封腔体;太阳能集热板,设置在所述真空腔的上方,所述太阳能集热板采用为红外透明材质,用于吸收太阳辐射,从而获得热源;辐射制冷板,设置在所述真空腔内部,所述辐射制冷板用于不断将热量以8‑13微米波长电磁波的形式向外辐射,穿透所述盖板、所述太阳能集热板以及大气层到达外太空以获得低温,从而获得冷源。本发明提高了太阳能设备的单位面积效率,可以在白天不影响热源功率的同时提供额外冷源,并且在夜间太阳能设备无法工作时,继续提供稳定冷源。
技术领域
本发明涉及太阳能集热技术领域,尤其是一种可同时从太阳获取热源和从宇宙深空获取冷源的装置。
背景技术
现有的太阳能集热技术,主要有以下几种应用形式:1)太阳能热水器,在白天吸收太阳辐射,存储为热能,用于加热工质;2)热电效应(thermoelectric effect),集热板吸收太阳能产生热源,热机利用集 热板的热源 和环境的温差直接转化为电能。以上两种形式的不足在于:1.无法解决太阳辐射周期性变化的问题,在夜晚无法工作;2.单位面积功率产出受制于太阳辐射功率和集热板的太阳光吸收率。由于太阳能集热板只能工作于白天,且其单位面积功率产出受制于太阳辐射功率和集热板的太阳光吸收率。因此,在屋顶或车顶等可利用面积有限的应用条件下,如何提高单位面积的功率产出并使其在夜间继续工作具有很高的经济和环保研究价值。
发明内容
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种可同时从太阳获取热源和从宇宙深空获取冷源的装置,解决了太阳能设备的单位面积效率低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下:
一种可同时从太阳获取热源和从宇宙深空获取冷源的装置,包括:
真空腔,所述真空腔的顶面通过红外透明的盖板封闭成密封腔体;
太阳能集热板,设置在所述真空腔的上方,所述太阳能集热板采用为红外透明材质,用于吸收太阳辐射,从而获得热源;
辐射制冷板,设置在所述真空腔内部,所述辐射制冷板用于不断将热量以8-13微米波长电磁波的形式向外辐射,穿透所述盖板、所述太阳能集热板以及大气层到达外太空以获得低温,从而获得冷源。
其进一步技术方案为:
所述辐射制冷板采用多层材料结构,从上到下依次包括氮化硅层、硅层、银层和金属基底层。
所述氮化硅层、硅层和银层的厚度分别为70nm、700nm和150nm。
所述太阳能集热板吸收波长小于2.5微米的电磁波、且使波长8-13微米的电磁波透过;所述盖板使波长8-13微米的电磁波透过。
还包括支撑柱,所述支撑柱一端与所述真空腔连接,另一端与所述辐射制冷板连接,从而用于支撑所述辐射制冷板,并减少所述辐射制冷板与所述真空腔之间的直接接触以降低热传导。
在所述真空腔的上方,位于所述太阳能集热板外周设有圆锥形反射面,所述圆锥形反射面的顶部覆盖有透明PE薄膜。
所述真空腔内部压强小于10-5torr。
将所述热源和冷源之间的温差通过热机获得功率输出,也可以利用所述冷源直接冷却待冷却的工质。
本发明的有益效果如下:
本发明提高了太阳能设备的单位面积效率,可以在白天不影响热源功率的同时提供额外冷源,并且在夜间太阳能设备无法工作时,继续提供稳定冷源。
本发明应用在热机驱动场景中,由于其冷端热沉为温度接近绝对零度的外太空,相比于传统设备选用地表环境温度作为热沉,提高了热机两端的温度差,进而提高了热机的工作效率。
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