Regulowane zarządzanie ciepłem w oparciu o ogrzewanie słoneczne i chłodzenie radiacyjne

Ogrzewanie słoneczne (SH) i chłodzenie radiacyjne (RC) są uważane za obiecujące czyste technologie gromadzenia energii cieplnej i kontroli temperatury. Jednak SH może być używany tylko do gromadzenia ciepła, a RC może być używany tylko do rozpraszania ciepła, co oznacza, że ​​statyczne urządzenia SH i RC nie mogą spełniać wymagań dotyczących dynamicznego zarządzania ciepłem w zastosowaniach praktycznych. Ważnym tematem badawczym będzie połączenie trybów SH i RC w jednym urządzeniu z trybem przełączanym oraz opracowanie inteligentnego i odnawialnego, dostrajanego trybu zarządzania temperaturą.

W celu dalszego zbadania strategii dostrajalnego zarządzania ciepłem przeprowadzono symulację wydajności cieplnej urządzeń w różnych trybach. Urządzenie SH/RC z super czystą jednościenną wodną dyspersją nanorurek węglowych (tj. tryb sh) ma potencjał gromadzenia ciepła. Urządzenie SH/RC, którego medium jest woda dejonizowana (tzw. tryb RC) ma potencjał chłodniczy w trybie RC.

Maksymalna temperatura urządzenia SH/RC w trybie SH może osiągnąć 78,9 ℃, a zdolność regulacji temperatury urządzenia jest testowana na 26,3 ℃. Poprawiając nasiąkliwość słoneczną w trybie SH i emisyjność cieplną w trybie RC, zostanie ona dodatkowo zwiększona do 60,3 ℃, a średnia różnica temperatur w południe (10:00-14:00) wyniesie około 56,1 ℃. Jednostka SH / RC wykazuje dobrą zdolność do regulacji temperatury w różnych warunkach wilgotności względnej i temperatury otoczenia.

Na podstawie danych z typowych lat meteorologicznych, temperatura urządzenia w różnych trybach obliczana jest w odniesieniu do temperatury otoczenia. Skumulowany roczny czas sterowania temperaturą jednostki SH/RC przy 20 ℃ - 26 ℃ jest o 60,9% i 30,3% wyższy niż w przypadku jednostki z oddzielnymi trybami SH i RC. Może oszczędzać energię dla komfortowego sztucznego środowiska i może być rozszerzony do różnych zastosowań. Warto zauważyć, że ponieważ emisyjność cieplna obecnej strategii i urządzeń jest ustalona na wysokim poziomie, temperatury w nocy nie można kontrolować, ale można ją dalej modyfikować, aby spełnić wymagania dotyczące konsystencji termicznej w nocy.