天空辐射制冷技术发展现状与展望

天空辐射制冷技术是指地球表面物体通过“大气窗口”波段(主要在8～13μm)向宇宙发射红外辐射以实现自身降温的过程。作为一种无需能量输入的制冷技术,天空辐射制冷可为应对能源危机及全球变暖提供一种新的思路。从发展历程看,传统的辐射制冷技术应用仅限于夜间。近年来,随着纳米光子学及超材料领域的发展,日间辐射制冷技术的优势已经得到验证。本文对天空辐射制冷技术的发展现状进行了回顾,涉及基本原理、材料与结构,分析了其潜在应用前景,并重点讨论了该技术当前研究与应用中面临的挑战。在能源形势与环境问题日益严峻的今天,探索天空辐射制冷技术在不同场景的应用,如建筑节能、减轻城市热岛效应、缓解水资源短缺、提高光伏发电效率等,有望助力我国的碳达峰、碳中和事业发展。     

空间辐射制冷技术的应用与发展

介绍了辐射制冷技术的应用历史与现状，列举了多种国外飞行任务使用的辐射制冷器的性能指标与简图，此基础上分析了当前辐射制冷技术的发展特点与趋势，提出了将来一段时期内辐射制冷技术的研究重点。     

减碳技术在建筑产品包装中的应用

建筑产品包装不应只界定为狭义的建筑装修,而应贯穿于建筑的全生命周期之中。减碳集成技术体系主要包括：建筑产品前期决策和勘测设计、建造施工、使用和运营、拆除等阶段的减碳技术、建筑能耗与碳排放分析及建筑能源管理技术。在建筑产品的生命周期内,建筑材料和建筑运行中排放的二氧化碳最多,建筑材料减碳技术包括水泥,绿色高性能混凝土,新型墙体材料,节能门窗,新型玻璃,屋面、地面、楼板及楼梯间隔墙等的节能技术;建筑运行减碳技术主要有建筑供热制冷系统和建筑设备节能、建筑照明节能、可再生能源在建筑中的应用、合理利用自然环境等技术。     

蒙特卡洛法应用于辐射制冷的概率分布研究

蒙特卡洛法在理论上可考虑任何影响辐射传热的因素 ,因此是辐射制冷数值计算的一种重要方法。根据蒙特卡洛法计算辐射制冷传热的特点 ,必须求解一个能束从辐射表面出发的位置、方向和波长 ,能束对另一表面的入射是否被吸收或被反射 ,以及能束反射的方向等所对应的概率分布函数。本文对于蒙特卡洛法计算辐射制冷的概率分布进行了研究并求解了概率分布函数与上述因素的关系     

PMMA基复合薄膜的日间辐射制冷特性研究

采用静电纺丝法以PMMA为基底,ZnO和ZrO₂为添加剂,制备了辐射制冷复合薄膜。并通过自组装测试装置对薄膜的净辐射制冷功率进行测试,探究了无机颗粒对复合薄膜制冷性能的影响。研究结果表明,选择ZrO₂为添加剂且添加量为8%(wt,质量分数)时,PMMA复合纺丝薄膜的性能最好。它在太阳光波段的反射率为97.7%,在大气窗口波段的发射率为86.7%。该薄膜在平均617W/m²的太阳强度下显示出低于周边环境温度3.5℃的温差和62.6W/m²的净辐射制冷功率。     

太阳同步轨道辐射制冷技术的发展

辐射制冷装置由于具有寿命长、无机械振动、无电磁干扰、本身无功耗等非常适合于空间应用的一系列特点、优点，因而得到了广泛的应用。随着各国空间项目的实施，辐射制冷技术得到了长足的发展，并且逐渐成熟。迄今为止，这种类型的制冷器在空间应用中还是最广泛和最实用的。     

往复式制冷压缩机壳体振动声辐射特性的初步研究

制冷压缩机是决定冰箱、冷柜等家电噪声水平的关键部件。本文首先分析往复式制冷压缩机噪声的类型以及传递途径,指出壳体是压缩机自身噪声向外辐射的最终载体;接着对某一压缩机的壳体进行了模态分析,以了解其固有振动特性;再在压缩机内部的四个支撑机芯的弹簧底部位置和排气管焊接处施加常值幅度的力谱,研究压缩机的受迫振动与声辐射。结果表明:对于此压缩机第1阶弹性变形模态为3kHz左右;四个支撑弹簧和排气管焊接处施加力激励,发现在1kHz以下,壳体的振动小且声辐射效率低,所以声辐射功率也小;随着频率增加,辐射效率提高,特别当超过第1阶变形模态之后辐射效率将大于1,并且此时由于结构模态的不断出现,振动能量和声辐射功率都维持在较大幅度范围内;不同激励点激励起各阶壳体模态振动的有效性不一样,排气管焊接点处比支撑弹簧处能更有效地激励壳体的振动与声辐射。     

“双碳”目标下制冷空调行业技术发展的思考

绿色低碳发展已成为全球共识。中国是全球最大的能源消费国,也是全球最大的温室气体排放国。实现碳达峰碳中和是推动中国高质量发展的内在要求,也是国家的重大战略决策。制冷空调行业作为能源消耗和温室气体排放大户,在国家节能减排事业中有着不可或缺的责任和义务。"双碳"目标对行业而言是一场革命性的挑战,将带来全产业生态链的革新和重构。技术创新是制冷空调行业实现"双碳"目标的重要途径,全行业应持续加大技术创新投入力度,以更加节能环保的技术和产品服务于经济和市场需求。为国家层面的"双碳"目标完成做出应有的贡献,也由此推动全行业早日实现由大到强的根本转变。     

几种材料的辐射制冷实验效果研究

对4种可以用于辐射制冷的化合物进行了辐射制冷效果的对比试验,并测定了其吸收比和法向发射比.结果表明,4种化合物都具有很高的辐射率,且与其辐射制冷实验结果表现出一致.首次提出CaF2用于辐射制冷,实现了制冷空间温度比环境温度低8～11℃的结果.     

天棚辐射采暖制冷与置换式新风技术的应用

介绍北京某高档住宅天棚辐射采暖制冷及置换式新风技术的实际应用情况,通过对其冬季采暖热负荷指标、新风热负荷指标以及室内动态热舒适条件进行测试,阐述天棚辐射采暖制冷与置换式新风技术在节能及热舒适度方面的优势。     

碳中和目标下零碳建筑标准体系研究

随着城镇化进程的发展,建筑能耗在能源总消耗中不断提升,中国作为世界第一大建筑市场,零碳建筑是实现碳中和指标与可持续发展的重要手段.论文通过分析国内外零碳建筑领域标准体系研究情况,对我国建筑领域实现碳中和目标建设零碳标准体系提出建议.     

MXene/CNF复合气凝胶的制备及辐射制冷性能研究

目的 探究制备过程中不同MXene含量、预冻温度及方式对MXene/CNF复合气凝胶内部结构和性能的影响。方法 采用原位生成HF刻蚀法和冷冻干燥法制备MXene粉末和MXene/CNF复合气凝胶,采用扫描电镜(SEM)观察刻蚀前后的MXene及–18 ℃、–196 ℃下不同含量MXene经过均相冷冻和定向冷冻的MXene/ CNF气凝胶的微观结构,并测试力学性能、导热率、光谱性能及制冷性能。结果 在相同预冻条件下,气凝胶的密度和力学强度随着MXene含量的增加而下降;随着预冻温度的降低,气凝胶孔隙的尺寸减小且数量增加,CM50-18的孔径在103 μm左右,而CM50-196具有最小的孔径,为25 μm左右。与普通均质冷冻相比,定向冷冻制备的气凝胶的导热率更低,并且随着MXene含量的增加,导热率增大。在80 ℃加热条件下其表面温度最多能降低33.4 ℃,制冷性能优异。而样品的表面平均温度随着MXene含量的增加而上升。不同MXene含量的气凝胶对太阳光的平均吸光度能达到0.95以上,对波长为400 nm、874 nm以及1 800 nm以上的光的吸光度能达到1。结论 通过定向冷冻制备的MXene/CNF的力学性能、光谱性能、制冷性能有所改善。     

建筑结构对建筑抗震的作用

通过对建筑结构在建筑设计中存在的问题分析,结合汶川地震灾害案例,针对建筑结构在建筑设计中抗震的作用;提出建筑结构设计中应加强的几个注意事项:明确建筑结构设计中的抗震目标;增强底层的抗震能力、增强建筑的刚度及整体性、加强建筑结构"强柱弱梁"的设计思路。通过加强建筑整体结构设计,从而达到提高建筑的整体抗震能力与抗震目的。     

β射线辐射对建筑石膏强度的影响

建筑石膏粉经250～500kGy剂量β射线辐射后,颗粒微观形态规整度提高,粒径在50.9～62.6μm的颗粒比例减少了24%,几乎没有粒径大于62.6μm的颗粒。SEM图像表明,经辐射后,建筑石膏粉中有尖锐棱角的颗粒减少,片状颗粒与针状颗粒比例减少,柱状颗粒与粒状颗粒比例增加。参照GB9776-88制成标准样进行强度测定,试块的抗折强度比原来提高了22%～30%。     

近极太阳同步轨道抛物面型辐射制冷器的理论研究

介绍了应用于太阳同步轨道卫星的抛物面型辐射制冷器的主要结构，对其优化设计和热平衡进行了理论分析，并给出了计算方法。     

一种搜寻辐射制冷材料的红外光谱分析方法

根据辐射制冷材料的光谱选择性吸收的特性,探索性地提出了采用红外光谱分析方法筛选辐射制冷材料,并对其中某些材料(CaSO4、BaSO4、PTFE,有机硅)的吸收比/法向发射比以及辐射制冷效果进行测定,证实了采用红外光谱分析方法搜寻辐射制冷材料具有一定的可靠性.     

建筑结构隐含碳排放限值预设方法研究

隐含碳排放限值是建筑结构碳排放量化调控与减碳目标保障的关键指标。本文从社会“碳中和”所需减碳路径出发，依据建筑结构保有与需求量中的新建与既有结构构成比例，提出减碳目标分解方法，为既有结构低碳维护与新建结构低碳设计提供与宏观年度减碳需求相匹配的限值预设依据。依托“双碳”目标的减碳需求构建行业预期发展情景，得出在维持现状、常规预估、拆除限制、减量预估四类典型情景下，2022年我国新建建筑结构隐含碳排放限值分别为442.6 kg CO₂e·m^-2、456.2 kg CO₂e·m^-2、485.9 kg CO₂e·m^-2、616.0 kg CO₂e·m^-2(对应结构设计使用年限50年)；给出2022—2060年建筑结构建造与维护碳排放限值的变化趋势，厘清了新建结构总量控制、既有结构延寿等减碳措施促使结构单体隐含碳排放限值宽松的成效。进一步从概率化调控、区域特征量化、可操作性、数据驱动优化等方面，提出了建筑结构隐含碳排放限值...     

对卡诺制冷机极限制冷系数的研究

从经典热力学的基本理论出发,对理想可逆卡诺循环和实际不可逆卡诺循环的制冷系数进行了理论研究,证明了理想可逆卡诺循环的制冷系数是最高系数,分析了实际情况下制冷系的制约因素,为提高制冷系数提供了理论指导。     

半导体制冷在空调中应用的研究

本文针对半导体制冷方式在空气调节中的应用进行了性能分析,提出改善半导体制冷系数的基本方向是改进半导体材料性能。目前,可通过改善传热条件,提高半导体制冷的性能。     

UV-B辐射对南极冰藻中抗辐射物质的诱导作用

在人工UV－B辐照下培养5种南极冰藻，其中包括三种硅藻：H1硅藻（diatom H1),H2硅藻（diatom H2),H3硅藻（diatom H3)，两种绿藻：L1绿藻（Pyramimonas sp.)，L4绿藻（Chlorophyceae)。研究了UV－B辐射对南极冰藻中抗辐射物质的诱导作用。这些物质被认为具有抵抗UV－B辐射损害而提供保护的作用。结果表明，（1）UV－B辐射诱导产生大量的胞内多糖和胞外多糖物质，胞外多糖附着藻体；（2）UV－B辐射诱导产生新的水溶性色素类物质；（3）UV－B辐射诱导产生新的脂溶性色素类物质，不同种类冰藻产生的新色素的最大吸收峰不同，这些结果使我们初步认识了南极冰藻对南极强辐射环境的适应机理，并为进一步利用UV－B辐射培养南极冰藻产生抗辐射．抗肿瘤、清除自由基等新型活性物质提供依据。