迈向碳中和减少空调能耗的机柜辐射冷却

国际共识是，达到碳排放峰值和随后的碳中和将被视为主要的全球挑战。研究表明，建筑能耗占总能耗的35%以上，其中HVAC(暖通空调)系统占44%。近年来，辐射冷却作为一种被动冷却方法被广泛研究，它可以通过增加物体表面的热发射率和太阳反射率来有效地降低目标温度。

在发表于LightScience&Application的一篇新论文中，由浙江大学李强教授和中国西湖大学邱敏教授领导的一组科学家及其同事提出了一种光子工程热管理策略，该策略包含将增强的保色辐射冷却(ECRC)系统集成到现有的主动温度调节外壳中。通过高效的能源调节，可实现高达63%的能源消耗节电。

增强型保色辐射冷却系统是基于涉及外壳、主动冷却器和环境(大气、外层空间和太阳)的传热模型设计的。综合考虑多方面因素，作者提出建筑外表面应同时反射太阳能和辐射红外能量，而内表面需要阻挡热辐射进入内部空间。为了与现有建筑物相结合，涂层薄膜应该是高度透明的。

研究人员以SiO2/TiO2叠层薄膜为外表面，ITO-PET薄膜为内表面设计并制造了该器件。通过光子优化，光谱性能进一步提高接近理想。然后，使用模拟外壳测试设备的散热性能和节能效果。结果表明，在相同情况下，安装该装置的箱体室内温度比未安装该装置的箱体室内温度低9.6℃。此外，当室内温度固定在26℃左右时，加装该装置的箱体能耗比不加装装置节能63%，证明该装置具有显着的节能能力。

此外，由于该装置在可见光波段的整体透明度很高，因此在用该装置覆盖装饰面时几乎检测不到色差。因此，该装置可以灵活地应用在现有的屋顶或窗户上，而不会牺牲美观。

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