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2025年现代设施农业重大引领性推广技术(十四)辐射制冷技术

  • 2026-10-24 03:49:46
2025年现代设施农业重大引领性推广技术(十四)辐射制冷技术

现代设施农业

重大引领性推广技术

发展现代设施农业是培育发展农业新质生产力的重要举措。为加快推进现代设施农业建设,全国现代设施农业建设推进联盟组织开展了2025年现代设施农业重大引领性推广技术遴选工作,经征集、论证等程序,遴选出一批现代设施农业重大引领性推广技术。

第十四期

辐射制冷技术

01

基本情况

粮食的安全储藏是国家生存的根本,对平抑粮价、调控市场、赈灾备荒、安民固本等都具有重大意义。低温储粮能较好的保持粮食品质,但粮粒是热的不良导体,因此在温度上升季节,粮仓维护结构升温后热量向内传递,导致粮堆易出现“冷心热皮”现象,一方面温度高不利于外层粮食存储,另一方面粮堆内外部温差也会导致局部结露、粘黏等异常,极大地影响了粮食储存安全,成为粮食仓储行业的痛点和难点。

02

技术介绍

负碳辐射制冷技术通过对材料光学性能进行选择性调控,使材料反射太阳光减少热量吸收,同时透过大气红外窗口(8-13微米波段)将物体热量以电磁波的方式传送到-270℃极低温外太空冷源,进而实现零能耗高效制冷降温。

技术创新

1

原理创新

●该技术的核心在于突破了传统主动制冷或隔热材料的思维局限,创新性地利用地球大气层在8-13微米波段的“红外窗口”,将物体的热量以电磁波形式直接辐射至接近绝对零度(-270℃)的外太空。这是一种被动式、零能耗的制冷新路径,为农业仓储设施的温控提供了全新的物理解决方案。

2

材料创新

●技术的关键在于研发了具有特殊光学性能的辐射制冷超材料。该材料能同时实现高太阳光反射率(>90%),最大限度减少太阳辐射热量的吸收。高大气窗口红外发射率(>90%),在8-13微米波段高效辐射自身热量。

●这种对光谱进行“按需调控”的材料设计,实现了在烈日下自身温度低于环境温度的“制冷”效果,是材料科学在农业工程领域的创新应用。

3

应用模式

●技术以涂料形式呈现,无需改变粮仓原有建筑结构,可通过粘贴、喷涂等简易工艺施加于仓顶、仓壁等外围护结构表面。这种“表皮式”的改造模式,实现了前沿技术与传统基础设施的快速、低成本、非侵入式融合,为既有设施的绿色升级提供了创新范式。

技术优势

1

高效光谱调控

●辐射制冷膜通过精密的光学结构设计,在太阳光谱范围内(0.3–2.5μm)实现高反射率(>90%),有效阻隔太阳辐射热;同时在大气红外窗口波段(8–13μm)具备高发射率(>90%),将热量以辐射形式散发至外太空,实现无源持续降温。

2

强环境适应性

●膜材具备优异的耐候性、抗紫外老化性与机械强度,适用于多种基底(混凝土、金属、卷材等),且施工简便,可直接贴合于现有粮仓围护结构表面,不影响仓储正常作业。

2

持续主动降温

●无需外部能源输入,24小时不间断工作,在高温强日照条件下降温效果尤为显著,有效缓解粮仓“冷心热皮”现象,提升储粮稳定性。

03

应用案例分享

瑞凌辐射制冷产品已在大型公共建筑(新加坡樟宜机场、日本羽田机场、杭州萧山国际机场、宁波机场、西昌机场、福州机场、厦门机场、杭州西站、宁波城展馆等)、粮食仓储(全国18个省市自治区、包含中储粮新建仓和改造仓应用、各省储备粮)、工业厂房与仓储(广西钦州红酒库)、通信与电力设备柜(国家电网电柜设施、电信通讯设施)等领域开展工程项目应用,降温减排效果显著,获得客户广泛的称赞和肯定。

粮食仓储领域应用的辐射制冷产品主要为辐射制冷卷材、涂料两类,其中辐射制冷卷材主要应用于粮仓建筑的屋顶外表面,可适用于混凝土、沥青卷材、PVC卷材、金属板等基底;辐射制冷涂料主要应用于粮仓建筑的外墙外表面,可适用于砖混外墙、金属板等基底。

浙江衢州省级粮食储备库项目

2020年,瑞凌与浙江省衢州省级粮食储备库合作开展浅圆仓应用辐射制冷技术的控温储粮试验项目,项目内容为在该库的Q5仓全面应用辐射制冷技术,即仓顶应用辐射制冷卷材、仓壁应用辐射制冷涂料,实施后的Q5仓与未实施的Q4仓进行对比测试。

施工完成后的Q5仓如下图所示。

应用辐射制冷卷材的Q5仓仓顶图示

应用辐射制冷技术的Q5仓整体图示

项目实施完成后,在Q5、Q4仓的相同位置分别布置若干个温度探点检测仓体表面及内部温度变化,分析2020年8月16日至2020年10月10日连续56天的测试数据,结果如下:

仓顶外表面温度对比如下图所示,可以看出应用辐射制冷技术的Q5仓(实验仓)仓顶温度明显低于Q4仓(对比仓),温差最大可达26.1℃。且Q5仓仓顶外表面温度持续低于环境温度,表现出了明显的制冷效果。

Q5仓与Q4仓仓顶外表面温度对比

粮堆贴壁1.3m处粮温对比如下图所示,其中应用辐射制冷技术的Q5仓(实验仓)粮温相较于Q4仓(对比仓),温差最大可达3.6℃。

Q5仓与Q4仓粮堆贴壁1.3m处粮温对比

浙江宁波奉化中心粮库项目

2024年,宁波瑞凌公司对奉化中心粮库的P1号仓、P2-5号仓、P6-7号仓、P8-9号仓、P12-13号仓、P16-17号仓等6栋单体仓的外墙、屋面、门窗进行了瑞凌辐射制冷产品的安装施工,施工总面积达19604m2。

应用辐射制冷技术的平房仓整体图示

应用辐射制冷卷材的平房仓仓顶图示

项目实施期间,宁波瑞凌公司选取已实施的P12-13号仓作为试验仓,选择尚未实施的P8-9号仓作为对比仓,监测两个粮仓建筑各处相同区域的温度,获取辐射制冷技术应用后的降温收益。

2024年6月21日至9月4日,监测两仓的屋顶温度如下图所示,试验仓相较于对比仓,最大降温温差可达26.7℃。

奉化中心粮库试验仓和对比仓屋顶温图示

奉化中心粮库试验仓和对比仓架空层温度图示

奉化中心粮库试验仓和对比仓仓温图示

监测结果表明,在粮仓系统应用辐射制冷超材料可极大降低粮库围护结构热,从而改善粮仓内部的热环境,减少夏季粮仓“冷心热皮”现象的发生,实现对仓温和粮温控制或降低,最大限度地保持粮食品质,达到节粮减损的目标。

依托单位:

宁波瑞凌新能源科技有限公司

全国现代设施农业建设推进联盟

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