一种白天被动辐射制冷涂料实时监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种白天被动辐射制冷涂料制冷效果及制冷功率实时监测系统及其监测方法。该监测系统包括箱体、温度传感器、温度采集模块、监控终端和加热器。该监测方法将涂料涂覆在箱体上形成涂层，放置于阳光照射下，实现表面温度低于环境气温的制冷效果测试和表面温度等于环境气温的制冷功率测试。本发明专利技术的有益效果：实现标准化的表面温度低于环境气温的制冷效果和表面温度等于环境气温的制冷功率在线实时监测。在线实时监测。在线实时监测。

【技术实现步骤摘要】
一种白天被动辐射制冷涂料实时监测系统及其监测方法


[0001]本专利技术属于被动辐射制冷
，具体为一种白天被动辐射制冷涂料制 冷效果和制冷功率实时监测系统及其监测方法。

技术介绍

[0002]传统的空调制冷叫主动制冷，既需要电能驱动，也需要热量传递介质氟利 昂作制冷剂，而氟利昂会破坏臭氧层！同时，空调主动制冷的结果只是把室内 热量抽出来排放到室外环境，不可避免地会增强城市热岛效应！
[0003]而白天的被动辐射制冷，既无需耗电，也不需要制冷剂，就可以将建筑物 内的热量经由建筑围护结构表面，以红外辐射的形式直接散发到大气层(有效 天空温度T
天空
通常低于环境气温T
环境
10℃以上)或大气层外寒冷的宇宙空间(又 称外太空，
‑
270℃或绝对温度+3K)。是目前世界范围内最接近大规模应用的热 门前沿技术。
[0004]对于一个白天直面天空的表面而言，若以P
制冷
表示其单位面积制冷功率(以 下单位相同)、以P
辐射
代表表面以红外形式辐射(散发)出去的热功率、以P
大气
表示表面吸收的大气层以红外辐射形式向下辐射到表面的热量，以P
太阳
表示表 面吸收的太阳热，以P
传导+对流
表示周边环境以传导和对流方式传递到表面的热量， 则表面存在着如下的能量守恒关系：
[0005]P
制冷
＝P
辐射
‑
P
大气
‑
P
太阳
‑
P
传传+对流
(1)
[0006]根据基尔霍夫定律，表面以红外辐射形式散发出去的热量P
辐射
与表面温度 绝对值T
表面
的四次方成正比，即为大气向下的红外长波辐射LR可以 直接用长波辐射仪测定，根据基尔霍夫定律，表面的红外吸收率等于发射率， 因此，表面吸收的大气红外辐射P
大气
为(εLR)；同样根据基尔霍夫定律，对于 不透明的表面而言，太阳吸收热等于1减去以小数表示的太阳反射率R
太阳
乘以 可以直接测定的太阳辐照度I
太阳
，即为[(I
太阳
(1
‑
R
太阳
)]；与风速成线性关系的 传导和对流传热系数h
传导+对流
可以用传热学上的集总参数法实验测定；用T
环境
表 示环境气温，上述能量守恒公式(1)则可以表述如下：
[0007][0008]令制冷功率为零，解方程(2)，即可获得实时天气条件下表面温度低于环境 气温的理论平衡温度；令表面温度等于环境气温，解方程(2)则可获得实时天 气条件下涂层的理论制冷功率。
[0009]由于白天的被动辐射制冷技术于2014年才首次实验成功观察到，是当今世 界范围内最热门的前沿研究领域之一，因此，迄今为止，尚无标准的监测系统 用于测定不同天气条件下制冷体表面温度低于环境气温的辐射制冷效果以及辐 射制冷功率，亟需开发出标准制式监测系统，测定这两个最重要的制冷参数。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于：本专利技术提供了一种白天被动辐射制冷涂料制冷效果和 制冷
功率实时监测系统及其监测方法，解决了白天被动辐射制冷涂料在实时天 气条件下的标准化测试的问题。
[0011]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0012]一种白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，包括箱体和温度传感器，温度 传感器包括温度传感器A和温度传感器B，温度传感器A位于箱体内，通过热 传导监测箱体的表面温度，温度传感器B放置在箱体外，例如旁边的百叶箱内， 用于直接监测环境气温，温度传感器与温度采集模块电连接，温度采集模块与 监控终端电连接，监控终端获得温度数据，箱体内设有加热器，用于对箱体进 行加热。
[0013]进一步的，所述的箱体为铝合金材质，传热效果好。
[0014]进一步的，所述的箱体为长方体结构，温度传感器A包括分别设在箱体的 上、下、前、后和右箱板上的温度传感器I、温度传感器II、温度传感器III、温 度传感器IV和温度传感器V，通过对多个位置进行温度监控，通过均值得到表 面温度，减少监测误差。
[0015]进一步的，所述的温度采集模块位于箱体内，箱体的左箱板上设有供温度 传感器B穿设的开孔，实现外部的温度传感器B与内部的温度采集模块的连接。
[0016]进一步的，所述的温度传感器为热电阻，精度为0.001℃。
[0017]进一步的，所述的加热器包括加热板和风扇，加热板和风扇上分别连接有 开关，加热板用于提供热量，风扇用于提高空气流通，方便箱体升温或散热。
[0018]进一步的，所述的加热器为PZT陶瓷加热器。
[0019]进一步的，所述的箱体内设有导流板，用于气体流动的导流，实现内部气 体均匀流动。
[0020]进一步的，所述的温度采集模块与通讯模块B电连接，通讯模块B与通讯 模块A电连接，通讯模块A与监控终端电连接，通过通讯模块实现无线通讯， 从而可以将监控终端设在室内，使得人员在适宜的作业环境内。
[0021]进一步的，所述的监控终端包括显示模块和存储模块，用于实现数据显示 和数据存储。
[0022]进一步的，所述的温度传感器、温度采集模块、加热器和监控终端均与电 源电连接，监控终端包括电源功率控制模块，电源为各用电部件供电，同时能 够控制电源的输出功率。
[0023]进一步的，所述的电源为数值可编程电源。
[0024]进一步的，所述的箱体设在支撑组件上，支撑组件为将箱体支起、离开底 面的任意支撑结构。
[0025]进一步的，所述的支撑组件包括吊架，箱体的上相对的两侧面设有至少两 个吊耳，吊耳与吊线连接，吊线与吊架连接，通过绝热结实的吊线实现箱体的 吊起，减少与其它部件的接触。
[0026]进一步的，所述的吊架包括中间的平支部和两端的斜支部，斜支部的上端 与吊线连接，具有结构简单、方便操作的优势。
[0027]进一步的，所述的箱体的四周围设有挡板，挡板高于箱体，从而减少空气 对流对试验的影响。
[0028]一种上述的监测系统的监测方法，将涂料涂覆在箱体上形成涂层，放置于 阳光照
射下。
[0029]表面温度低于环境气温的制冷效果测试：关闭加热器开关，箱体内的温度 传感器A测量箱体表面温度，将外置的温度传感器B置于箱体外，例如附近的 百叶箱内，防止阳光暴晒，用于测量阴凉通风良好处的环境气温，温度采集模 块将表面温度和环境气温在线实时传送至监控终端。
[0030]表面温度等于环境气温的制冷功率测试：开启加热器开关，通过监控终端 令箱体表面温度恒等于环境气温，通过自反馈加热补偿法在线实时监测制冷涂 层的制冷功率。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]1、本专利技术通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，包括箱体(1)和温度传感器(2)，其特征在于：所述的温度传感器(2)包括温度传感器A和温度传感器B，温度传感器A位于箱体(1)内，温度传感器B置于箱体(1)外，温度传感器(2)与温度采集模块(3)电连接，温度采集模块(3)与监控终端(8)电连接，箱体(1)内设有加热器(4)。2.根据权利要求1所述的白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，其特征在于：所述的加热器(4)包括加热板和风扇，加热板和风扇上分别连接有开关。3.根据权利要求1或2所述的白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，其特征在于：所述的箱体(1)内设有导流板(5)。4.根据权利要求1所述的白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，其特征在于：所述的温度采集模块(3)与通讯模块B(7)电连接，通讯模块B(7)与通讯模块A(6)电连接，通讯模块A(6)与监控终端(8)电连接。5.根据权利要求1所述的白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，其特征在于：所述的监控终端(8)包括显示模块和存储模块。6.根据权利要求1所述的白天被动辐射制冷涂料实时监测系统，其特征在于：所述的温度传感器(2)、温度采集模块(3)、加热器(4)和监控终端(8)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫东，韦永斌，刘联华，张红强，蔡元柱，李艳稳，秦杰，薛晓，曹振，乔茂伟，张燕刚，冯雅，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：