Такі установки як кондиціонери та інші системи охолодження повітря є найбільш великими споживачами електричної енергії у світі. Через це дослідники задумалися над пошуком способів пасивного охолодження будівель. Все це має важливе значення в сучасних кліматичних умовах.
Дослідницька група університету Буффало в штаті Нью-Йорк, США створила прототип гібридної установки. Він може не лише швидко охолоджувати приміщення без застосування електрики, але і захоплювати сонячне світло, яке перетворюється в енергію та використовується для нагрівання води.
Механізм роботи системи радіаційного охолодження будівель полягає у поглинанні тепла всередині приміщення і випромінюванні його в навколишнє середовище у вигляді хвиль інфрачервоного діапазону. Дослідники вирішили зробити так, щоб ці хвилі направлялися в небо та безперешкодно спрямовувалися в космічний простір.
В унікальних пристроях застосовуються панелі з матеріалів, які мають здатність поглинати і випромінювати тепло. Спочатку дослідники думали, що панелі можна розташувати так само як і сонячні батареї. Проте, такий спосіб є не надто ефективним, адже панелі-випромінювачі випускають тепло одночасно по обидва боки. В цьому положенні частина тепла випромінюється назад на землю, тим самим нагріваючи поверхню. Це не є тією метою, яку прагнуть досягти розробники систем радіаційного охолодження.
Зважаючи на певні складнощі, дослідницька група вирішила встановити випромінювач вертикально між двома дзеркалами, з’єднаними у вигляді букви V. Такий спосіб є ефективним, адже при такому положенні всі інфрачервоні хвилі, які випромінює панель з двох сторін, відображаються дзеркалами вгору, що гарантує якісне та швидке охолодження. Завдяки цьому надалі відпаде необхідність встановлення кондиціонеру традиційної конструкції.
Варто зазначити, що дзеркала не є звичайними. Вони створені з 10 тонких шарів срібла та діоксиду кремнію. Механізм їх роботи полягає у тому, що вони забезпечують виборчу взаємодію з різними типами хвиль. Дзеркала відображають середні інфрачервоні хвилі від випромінювача, поглинаючи видимі та ближні інфрачервоні хвилі сонячного світла. Завдяки цьому сонячне тепло не може нейтралізувати охолоджувальний ефект, що й підвищує ефективність роботи унікального пристрою.
Цяоцян Ган – співрозробник проекту – зазначив, що оскільки теплове випромінювання від обох поверхонь центрального теплового випромінювача спрямовується в небо, загальна потужність охолодження збільшується вдвічі, що призводить до великого зниження температури.
Дослідницька група вже встигла провести низку експериментів та встановила, що унікальний пристрій під сонячним світлом може знизити температуру всередині тестового приміщення приблизно на 12 ° C, і на 14 ° C – при моделюванні роботи в нічний час.
Дослідники вважають, що це досить непоганий результат. Розробка здатна покращити ситуацію з кліматом у світі, що наразі є актуальною проблемою. Ще однією перевагою панелей є те, що тепло, яке поглинається дзеркалами, може бути використано з максимальною ефективністю. Так, в ході проведених досліджень було встановлено, що за допомогою нього можна нагріти воду до 60 °.
Команда розробників планує працювати над збільшенням прототипу, площа якого наразі становить всього 70 см2, до розміру стандартного дахового кондиціонера.
Читайте найцікавіші еконовини АРТ-ЕНЕРГО в Telegram та Фейсбуці