摘要
随着人们生活水平的提高，对能源的需要量也逐渐增加，伴随着大量能源的开采与消耗，能源短缺和环境污染问题迫使人们寻求更环保洁净的新能源。将自然界的冷量提取用于建筑制冷的技术也逐渐受到关注，被动式供冷技术通过不耗费或者仅耗费少量能源实现供冷。太空辐射制冷作为被动式技术的一种，基于长波辐射的热损失原理，使物体的热量以红外辐射传热形式，穿过波长为8～13μm的“大气窗口”，散发至太空，从而实现免费制冷。 本论文对太空辐射制冷器的性能模拟和综合利用开展了以下研究工作: 1.对太空辐射技术的传热过程和换热原理进行研究，通过建立了太空辐射制冷器的数学模型，使用Fluent软件构建了有限元法数值传热模型，可根据逐时气象条件迭代求解太空辐射制冷器的出口温度及换热性能。 2.基于理论研究成果，提出了一种结构简单、成本低廉、适用于实际应用的太空辐射制冷器，设计并搭建了一套太空辐射制冷实验台。通过实验台的数据采集系统可采集到实际运行数据，证明了所设计的太空辐射制冷器可实现良好的散热性能。另外，将流量、循环水进口温度、气象数据等逐时实验条件代入到所建立的模拟模型中，将所计算出的数值模拟结果与实验数据相对比，验证了所建立数学模型的可靠性。 3.利用验证后的数学模型，研究了不同参数对太空辐射制冷性能的影响，结果表明:太空辐射制冷器进口流量越大，换热温差越小;太空辐射制冷器出口水温随制冷器面积增加而降低;室外环境风速的增加将使太空辐射制冷器换热效果变差;太空辐射制冷器换热效果受室外湿度的影响，云层越厚，辐射制冷器制冷性能越差。 4.对太空辐射制冷器在实际工程中的应用进行了探讨，提出太空辐射制冷器可于夜间通过被动式制冷辅助主动式系统排除热量，或与储能系统结合降低建筑物白天冷负荷的理论模型。 本论文通过对太空辐射制冷器的性能模拟与实验研究，探索了太空辐射制冷这种被动式制冷技术的传热原理、数值建模、工艺设计、系统搭建、实验研究、实际应用。研究中发现太空辐射制冷器可以达到较好的制冷效果，研究成果有助于太空辐射制冷技术在建筑空调领域的推广使用。
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