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03圖文導讀圖1 受人體皮膚啟發的仿生輻射制冷織物的理論設計。 圖2 仿生輻射制冷織物的制備與表征。 圖3 仿生輻射制冷織物的戶外降溫測試。

因此，在當今“雙碳”政策的背景下，如何有效降低生產生活中制冷所需的能耗已成為當下的熱門研究方向，而輻射制冷技術作為一種零能耗、綠色環保的新型制冷技術，可以實現節約能源以及保護環境的作用。

該文設計并制備了一種可以同時利用兩個大氣窗口（8–13 μm和16–25 μm）來降溫的雙選擇型（Dual-selective）熱發射體作為高性能輻射制冷材料，并證明其在干旱炎熱氣候下具有明顯優于現有典型輻射制冷發射體的亞環境制冷性能（指降溫到環境溫度以下的能力），并具有很高的耐候性和色彩兼容性，提升了輻射制冷技術的降溫潛能，為其大規模實際應用提供了可能。

傳統的輻射制冷材料及其應用僅限于夜間，這是由于材料在白天對太陽輻射的吸收抵消了其紅外輻射的制冷量。近幾年，隨著納米光子學和超材料領域的發展，新型光譜選擇性輻射制冷材料得到迅速發展，這些新型輻射制冷材料在太陽輻射波段具有高反射率，同時在“大氣窗口”波段具有高發射率，可實現全天輻射制冷。作為一種無需能量輸入的制冷技術，天空輻射制冷可為應對能源危機及全球變暖提供一種新的思路。

尤其是近 10年來，隨著納米光學和超材料技術的發展，可以在白天實現低于環境溫度的輻射制冷材料被制備出來。輻射制冷材料的深入研究也為大規模應用輻射制冷技術提供了可能。在碳中和大背景的推動下，輻射制冷巨大的節能減碳潛力受到研究者們的關注，周志華等分析了輻射制冷在建筑冷卻、太陽能光伏冷卻、輔助冷源等方面的節能減排潛力。

傳統的蒸汽壓縮冷卻策略，比如空調的制冷消耗了大量的化石燃料發電，導致碳排放增加，進一步使全球氣候惡化。輻射冷卻能夠以熱輻射的形式將地球的熱量傳遞到外太空，無需任何能量輸入的條件下，在日間通過最小化太陽能吸收實現了低于環境溫度的降溫效果，這種零能高效的降溫方式為節能建筑、人體熱管理和太陽能電池熱管理等領域的發展提供新的策略和機遇。

普通中央空調是由制冷主機設備通過管路連接室內多個冷熱末端組成的空調系統，采用制冷劑或者水作為傳遞熱量的媒介，通過對流交換能量為主，為室內提供所需要的冷量或熱量，從而達到調節室內溫度的目的。

傳統制冷系統雖然能夠實現降溫，但其運行所需的制冷劑和電力嚴重加劇了溫室效應和能源消耗，對綠色可持續發展構成巨大威脅。是否存在一種新型的綠色降溫方式，可以在不消耗能源的情況下實現降溫？輻射降溫技術是一種無需能量輸入的物理降溫技術，它通過對太陽光和中紅外波段光譜進行選擇性精準調控，最終實現物體的無源持續降溫。該技術有助于緩解能源危機和溫室效應，對實現“雙碳”目標具有重要意義。

制冷壓縮機噪聲主要包括機械性振動噪聲、流致性振動噪聲和電磁性振動噪聲，其振動噪聲源錯綜復雜，相互干擾，增加了聲源辨識的難度。振動噪聲控制技術涉及流場、應力場、溫度場和電磁場等多門學科，知識面廣，研究難度大，成為制冷壓縮機技術發展面臨的新挑戰。 制冷壓縮機在軸系運動部件擾動和流道內壓力波動等載荷激勵下產生振動和輻射噪聲，影響產品體驗和使用的舒適度。

誤區二：制冷型一定優于非制冷型？不一定。 制冷型設備的優勢在于極低的熱噪聲，適用于高溫、超遠距離、高靈敏度要求的極端場景。但對于占市場主流的常溫目標檢測（-20℃至150℃），非制冷型長波紅外設備的精度已完全足夠，且具有功耗低、啟動快、體積小、免維護和高可靠性的巨大優勢。選擇紅外熱成像儀，本質上是選擇一把匹配特定場景的鑰匙。

因此，輻射冷卻作為一種節能的散熱技術受到了廣泛的關注。在過去的幾年中，各種RC薄膜被報道用于被動日間輻射冷卻(PDRC)，其重點是有效地阻擋太陽輻照并在大氣透射窗口(8 - 13 μm)內強發射，如超表面光子晶體和多層和混合聚合物材料。PDRC薄膜在建筑制冷、光伏制冷、集水、發電、和個人熱管理等實際應用中顯示出巨大的潛力。關于PDRC薄膜用于冷卻電子器件的報道很少。

當光學鏡片的鍍膜抗反射性能不完善時，殘留的熱輻射從每個鏡片表面返回，部分殼體熱輻射也到達探測器，從而形成可辨別的對比度差異。探測器除了接收正常成像的景物輻射外，還通過光學鏡片表面的微弱反射，接收到本身及周圍低溫腔冷環境的影像，形成冷像。較強的冷反射信號會直接淹沒目標信號，這是制冷型紅外成像系統特有的雜光效應。

圖4 (a) 輻射冷卻系統的制冷溫度和輻射冷卻功率在 24 小時內的變化。(b) 理論露水收集潛力。

來源 | Advanced Functional Materials 01背景介紹 被動輻射冷卻(PRC)材料能夠在零能量輸入的情況下，通過8~13 μm范圍內的大氣透明窗口持續向寒冷的外太空散熱，有利于降低全球能耗，因而在建筑制冷、人體熱量管理、光伏設備制冷、發電和水回收等領域具有廣闊的應用前景

儲能系統熱設計過程，涉及一個方面，本案例分別展開介紹：1、熱負荷，考慮不同倍率的電芯發熱功率、電氣熱損耗、太陽熱輻射、隔熱設計等2、空調制冷量校核，要注意工況點3、循環風冷計算，此部分要區分系統PQ曲線和風機PQ曲線的區別4、制冷溫度計算，作為后續熱設計的輸入5、熱管理控制邏輯和熱測試驗證環節

另外，從被動輻射制冷角度，設計材料不僅要反射大部分的入射光，還要在大氣窗口中具有強烈發射功能，目前已報道的輻射制冷材料可分為四類：多孔/顆粒分布聚合物薄膜、光子材料、天然木材和納米纖維薄膜。圖3 納米纖維膜在光熱調控中的應用。

被動輻射制冷是一種新興的制冷技術，通過大氣窗口(8-13μm)將輻射熱量傳遞到溫度較低的周圍環境，輻射冷卻技術在個人熱管理方面顯示出巨大的潛力。因此各種輻射冷卻紡織材料已經得到開發用于不同環境下的人體冷卻，包括室內和室外。基于此，目前平衡人體相容性(無害和舒適)和高冷卻性能仍然是開發個人輻射冷卻熱管理織物的嚴峻的挑戰。

Amesim對于制冷系統的解決方案：（管路的分析，制冷劑的分析，零部件如EDC的分析，和Simulink聯合仿真等等）對于空調制冷系統而言： 壓縮機：1D建模只需要考慮機械效率、容積效率和等熵效率，相對較為簡單； 熱力膨脹閥主要考慮各個相線的map，電子膨脹閥取決于控制策略。

該儲能柜應用在安徽蕪湖，所處地為北緯31°，設備前門朝南，時間設置為7月下旬中午1點，太陽輻射強度為904W/㎡，圖2中箭頭為太陽輻照角度。環境溫度設為40℃，空調停止制冷溫度設置為25℃，制冷量為1.5kW。儲能柜內發熱元器件建模后，參照表1進行參數設置。

另一方面，考慮低至3K的外太空背景溫度，人們也可以通過輻射制冷技術獲得外太空的冷量，而無需額外的能量輸入，從而實現被動冷卻。被動式太陽能加熱和輻射制冷技術已經在水相變調控（蒸發和冷凝）、智能服裝（加熱和制冷）、智能窗戶（室內取暖和制冷）、冰去除和冰川保護等領域得到廣泛研究。然而，過去的研究往往將這兩種技術的探索視為相對獨立的，缺乏對它們聯合研究的系統性探索。