一种防冷凝冷辐射复合板的制作方法

本实用新型涉及建材与室内供冷技术领域，具体涉及一种防冷凝冷辐射复合板。

背景技术：

冷辐射技术多年前由国外提出并传入国内，经历了多年的技术发展，其技术突破主要在控制系统领域，对材料、结构的改进多年来陷入停滞。

冷辐射实际上是一个通俗的名词，在科学领域并不存在冷辐射，而仅存在热辐射。科学领域中，热传递的三个从高温传至低温的方式为：热传导、热对流、热辐射。热传导即固体材料之间的传热；热对流即流体之间的热扩散；热辐射则是携带能量微波辐射——高于绝对零度的物体都在对外微波辐射，微波辐射可以传递热量。

现有技术中，冷辐射实际是利用了上述三种热传递的方式，通过将室内的板材降温，使室内的温度通过热对流、热辐射传至板材，再通过热传导由板材传递至制冷源，从而吸收室内的热量，达到使室内降温的效果。

传统技术的缺陷在于：室内空气具有一定的湿度，空气中的水分在接触较低温的板材表面时容易遇冷液化，从而冷凝形成水滴。目前克服该技术缺陷的方法是：通过新风系统的控制，监察并调控室内空气的湿度，同时控制制冷的温度，使板材表面的温度高于冷凝的露点温度，从而避免空气中的水分冷凝。

这种做法不仅使系统更复杂，而且使板材的温度有一个极限温度(露点温度)，因而使室内供冷效果大打折扣。同时，制冷源的制冷温度调控是一个复杂的过程，一般通过控制制冷液的温度实现。制冷液是通过约7℃的低温制冷液和约20℃的高温制冷液按比例调配而成，调控制冷液比例的过程不仅繁琐，而且使7℃的低温制冷液不能直接使用，使压缩机制造低温制冷液的能源面临一定程度的损耗。

不难看出，现有技术还存在一定的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防冷凝冷辐射复合板，采用微波辐射的方式吸收室内热量实现供冷，且防止复合板表面温度过低发生冷凝。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种防冷凝冷辐射复合板，包括冷源、冷辐射板和光学窗口材料板；冷源紧贴于冷辐射板的背面；光学窗口材料板正对于冷辐射板的正面设置，且与冷辐射板间隙设置形成一个隔层，隔层内部保持密封，且隔层内真空设置或充有干燥气体；其中，光学窗口材料板为可透过波长8-12微米远红外电磁波的光学窗口材料板。

进一步的，还包括外边框，光学窗口材料板、冷辐射板通过外边框密封固定，且光学窗口材料板、冷辐射板与外边框之间分别设有密封胶。

进一步的，所述光学窗口材料板为红外光学陶瓷板。

进一步的，所述光学窗口材料板为红外光学塑料板。

进一步的，所述冷源包括金属盘管和隔热层；金属盘管盘设于冷辐射板的背面，其底面紧贴于冷辐射板；隔热层封设于金属盘管的背侧。

进一步的，所述冷源还包括传导层；传导层的底面紧贴于冷辐射板的背面，且传导层上设有与金属盘管配合的传导槽，金属盘管的背面及侧面紧贴于传导槽。

进一步的，所述传导层与金属盘管及冷辐射板的背面之间设有导热性良好的导热胶。

进一步的，所述冷辐射板的正面设有向外凸出的辐射片。

进一步的，所述隔层内充有干燥的二氧化碳。

本实用新型提供的一种防冷凝冷辐射复合板，具有以下优点：

减少热传导和热对流，以热辐射为主导实现室内供冷，有效防止板面因为温度低于露点温度而发生冷凝，减少控制系统的主动介入调控；

冷源的制冷可以直接使用，直接作用于热辐射，节省能源的使用；

通过热辐射作用，人体散发到大气中的远红外辐射能够透过板材，相对于吹风式的制冷系统更均匀、更舒适；

简化整体系统的架构，节省整体的供冷成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种防冷凝冷辐射复合板的整体结构示意图。

图2为图1的粘贴式外边框的结构示意图。

图3为本实用新型实施例的冷源与冷辐射板的详细结构示意图。

附图标记说明：

1、光学窗口材料板2、冷辐射板

3、冷源4、隔层

5、外边框6、金属盘管

7、传导层8、隔热层

9、辐射片

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参阅图1至图2，本实用新型实施例提供了一种防冷凝冷辐射复合板，包括冷源3、冷辐射板2和光学窗口材料板1；冷源3紧贴于冷辐射板2的背面；光学窗口材料板1正对于冷辐射板2的正面设置，且与冷辐射板2间隙设置形成一个隔层4，隔层4内部保持密封，且隔层4内真空设置或充有干燥气体；其中，光学窗口材料板1为可透过波长8-12微米远红外电磁波的光学窗口材料板1。

经研究证明，人体的热辐射波长约为8-12微米，其中在9-10微米的波长尤为集中，属于不可见的远红外电磁波。这种热辐射经人体辐射到周围的大气中，如果在室内，则由于绝大部分的材料无法透过该辐射范围的电磁波，从而造成室内闷热。本实用新型的工作原理是：特制的光学窗口材料板1能够使人体辐射能够穿透，从而使大气中的人体热辐射经光学窗口材料板1辐射到冷辐射板2，被冷辐射板2吸收，从而均匀地降低室内的温度。由于整个过程不同于空调风口的冷风送风制冷，因此本实用新型的制冷效果更舒适。同时，由于隔层4内真空或充有干燥气体，尽管冷辐射板2表面的温度较低，也不会有水分冷凝。且隔层4使光学窗口材料板1的温度不会直接热传导到冷辐射板2，因此光学窗口材料板1的表面温度与室温较接近，也不会发生冷凝，从而有效防止板面冷凝结露的情况。隔层4的厚度并不需要太厚，一般在1-3毫米，能够实现隔热即可。

由于大幅降低板面冷凝结露的风险，因此冷源3的制冷温度受限很小，基本可以直接运用目前主流冷辐射系统的7℃低温制冷液，甚至还可以进一步降低制冷温度来提升供冷效率。因此，本实用新型不仅防止冷凝，还能够提高能源的利用率，达到节能的目的。

需要说明的是，光学窗口材料板1能够透过8-12微米波长红外电磁波，并不代表其仅能通过该波段的电磁波。大部分热辐射的电磁波的波长都低于该波段，且光学窗口材料板1都具备透过这些热辐射电磁波的能力。因此即使室内其它热源对外产生的热辐射，也能透过光学窗口材料板1被冷辐射板吸收，达到整体的降温目的。

关于光学窗口材料板1，其属于一种高新材料，目前主要应用于红外光学设备，用于采集相应波长范围的红外电磁波。经过多年的试验研发，目前的光学窗口材料板1已具备透过8-12微米波长红外电磁波的能力，透过率能够控制在50％以上，甚至已有透过率达到80％的材料进入投产阶段。

目前已知可作为光学窗口材料板1的材质中，优选有红外光学陶瓷板和红外光学塑料板。专利号201610905616.2的实用新型专利，就记载了一种红外光学陶瓷板的制备方法，其透过8-12微米波长红外电磁波的透过率已达到50％以上。而红外光学塑料板中，主要有ptfe、coc、tpx、pe等多种有机材质，视乎材质的不同，透过率各有差异，其中较高者拥有80％以上的透过率。除此以外还有各种油墨涂层的特殊材料。红外光学陶瓷板与红外光学塑料板各自拥有不同的物理及化学性能，因此其选用不仅单纯需要考虑透过率。相关的能透过人体热辐射的光学窗口材料板1仍在积极研发当中，不排除日后还有更高透过率、物理及化学性能更佳的新材料出现，由于本实用新型并非针对材料本身的改进，在此不作过多赘述。

作为优选，本实用新型的具体结构还包括外边框5，光学窗口材料板1、冷辐射板2通过外边框5密封固定，且光学窗口材料板1、冷辐射板2与外边框5之间分别设有密封胶。如图1所示，外边框5优选通过型材加工成型，并在顶底两侧分别形成用于安装冷辐射板2及光学窗口材料板1的安装槽，从而将冷辐射板2及光学窗口材料板1固定，密封胶不仅能够提高密封性，利用其材质的低导热系数的特点，还能阻隔冷辐射板2及光学窗口材料板1与边框之间的热传导。如图2所示，外边框5亦可设于冷辐射板2及光学窗口材料板1之间，采用粘贴的方式实现固定。

请参阅图3，作为优选，所述冷源3包括金属盘管6和隔热层8；金属盘管6盘设于冷辐射板2的背面，其底面紧贴于冷辐射板2；隔热层8封设于金属盘管6的背侧。冷源3优选采用水冷方案，效率较高。由于辐射的作用方向是单向的，采用隔热层8确保冷源3不会从背侧吸收过多热量。

关于冷源3的具体结构，还有不同的具体实施方案。在本实施例中，所述冷源3优选还包括传导层7；传导层7的底面紧贴于冷辐射板2的背面，且传导层7上设有与金属盘管6配合的传导槽，金属盘管6的背面及侧面紧贴于传导槽。

传导层7将金属盘管6与冷辐射板2之间通过热传导的方式实现热传递，由于传导层7的接触面积更大，从而加大了金属盘管6与冷辐射板2之间的热传导效率。优选在传导层7与金属盘管6及冷辐射板2的背面之间还设有导热性能优良的导热胶，以进一步提高热传导的效率。

研究表明，热辐射传递热量的效率，与辐射面积、辐射标的物之间的温差、辐射吸收率、辐射发射率都有关系。热辐射效率φ的计算公式为：

式中，ε为热辐射源的发射率，a为辐射面积，cb为辐射吸收率，t1、t2分别为辐射标的物的热力学温度。

传导层7能够增加金属盘管6与冷辐射板2之间的热传导，进一步降低冷辐射板2的温度，从而提高室内大气与冷辐射板2之间的温差，从而能够更有效地接收散发在大气中的人体辐射，实现室内降温。作为进一步的优选，所述冷辐射板2的正面设有向外凸出的辐射片9，从而增大辐射面积，进一步提高冷辐射板2对人体辐射的吸收。

如上文所述，冷辐射板2与光学窗口材料板1之间的隔层4真空设置或充有干燥气体。如果隔层4采用真空的方案，冷辐射板2与光学窗口材料板1之间的隔热效果比较理想，能够有效防止冷辐射板2通过热对流吸收光学窗口材料板1的热量。如果隔层4采用充干燥空气的方案，则依然有机会产生热对流，使光学窗口材料板1的温度下降，从而使光学窗口材料板1的表面发生冷凝。此方案下，所述隔层4内优选充有干燥的二氧化碳，二氧化碳不仅容易制备，成本较低，且热导率较低，能够大幅降低热对流的效率。且少量的二氧化碳无毒无害，即使泄漏也不会影响人身安全。

本实用新型提供的一种防冷凝冷辐射复合板，以热辐射为主导的热传递作用，实现室内大气的人体辐射的吸收，从而实现室内供冷降温。由于减少了热传导使板面温度与室内室温接近，能够有效防止板面因为温度低于露点温度而发生冷凝，减少控制系统的主动介入调控。冷源3的制冷可以直接使用，直接作用于热辐射，节省能源的使用。且通过热辐射作用，人体散发到大气中的远红外辐射能够透过板材，相对于吹风式的制冷系统更均匀、更舒适。同时有效简化整体系统的架构，节省整体的供冷成本。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。