Независимая от электричества лучистая система охлаждает здания и нагревает воду

Воздушные кондиционеры и другие системы охлаждения являются одними из самых больших потребителей электричества, поэтому поиск путей пассивного охлаждения зданий будет важен в нашем все более и более теплом будущем.

Сейчас исследователи Университета в Баффало разработали прототип гибридного устройства, которое может не только радикально охлаждать здания без использования электричества, но и улавливать солнечную энергию для нагревания воды.

Радиационное охлаждение 

Созданные во многих форматах с годами, радиационные системы охлаждения поглощают тепло изнутри помещения или здания и излучают его в инфракрасных волнах в сторону неба. На этих длинах волн атмосфера Земли "невидима" для излучения, то есть ничто не мешает теплу выходить прямо в холод космоса.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

 этих устройствах используются панели, изготовленные из материалов, способных поглощать и излучать тепло. Логический способ сориентировать эти теплоизлучающие панели  в сторону неба, подобно солнечной панели, но команда исследователей в новом исследовании говорит, что это не самый эффективный способ. Панели излучают тепло с обеих сторон, поэтому в таком положении часть тепла излучается обратно к земле.

Поэтому для новой конструкции исследователи из компании Buffalo переместили теплоизлучатель так, чтобы тепло могло собираться с обеих сторон и передаваться в космос. Для этого они расположили теплоизлучатель вертикально, между парой зеркал, расположенных в V-образной форме. Эти зеркала затем отражают инфракрасные волны в небо.

"Так как тепловое излучение с обеих поверхностей центрального теплового излучателя отражается в небо, плотность локальной мощности охлаждения на этом излучателе удваивается, что приводит к рекордно высокому снижению температуры", - говорит ведущий автор исследования Цяоцян Гань.

В ходе экспериментов команда показала, что устройство способно снизить температуру внутри тестового прибора более чем на 12 °C (22 °F) под прямыми солнечными лучами и более чем на 14 °C (25 °F) при имитации ночного теста.

Зеркала также более продвинутые, чем они могли бы показаться. Они изготовлены из 10 тонких слоев серебра и диоксида кремния, они разработаны, чтобы быть избирательными в том, как они обрабатывают различные длины волн. Они отражают средние инфракрасные волны от излучателя, поглощая видимые и ближние инфракрасные волны от солнечного света. Это не позволяет солнечному теплу гасить эффект охлаждения, повышая эффективность.

Кроме того, тепло, поглощаемое зеркалами, может быть эффективно использовано - в этом тесте команда использовала его для подогрева воды до 60 °C (140 °F).

"Большинство радиационных систем охлаждения рассеивают солнечную энергию, что ограничивает возможности системы охлаждения", - говорит Ган. "Даже при идеальной спектральной селекции верхний предел охлаждающей мощности при температуре окружающей среды 25 °C (77 °F) составляет около 160 Вт на квадратный метр. В то время как солнечная энергия, составляющая около 1000 Вт на квадратный метр в верхней части этих систем, была просто потрачена впустую".

Исследователи утверждают, что устройство могло бы помочь снизить затраты и уменьшить нагрузку на окружающую среду при охлаждении, которое остается одним из самых больших стоков энергии. Однако пока основное внимание будет уделено его масштабированию до размеров крыши - тестовая модель имеет площадь всего 70 см². опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet