Предложен новый способ охлаждения без затрат энергии | Gearmix
01.12.2018 9:17

Предложен новый способ охлаждения без затрат энергии

Источник перевод для gearmix ()

Исследователи из Массачусетского технологического института предложили новый способ обеспечить охлаждение в жаркий солнечный день, в котором используются недорогие материалы и совсем не требуется энергия, получаемая за счёт сжигания ископаемого топлива. Эта пассивная система, которую можно использовать как дополнение к другим системам охлаждения для хранения пищи и медикаментов в жарких районах при отсутствии электроснабжения, в сущности является высокотехнологичным вариантом зонтика от солнца.

Система излучает тепло в среднем инфракрасном диапазоне, и оно уходит в окружающее пространство. От нагрева солнечными лучами устройство защищает закреплённая над ним металлическая полоска.

Теоретически возможно охлаждение на 20 градусов Цельсия в умеренном климате. На данный момент достигнуто понижение температуры на 6 градусов. Там, где требуется более сильное охлаждение, можно дополнительно использовать традиционные холодильные системы или термоэлектрическое охлаждение.

Подобные системы предлагались и ранее, но они основывались на сложных фотонных устройствах, дорогостоящих и непригодных для широкого применения. Сложность устройств обусловлена необходимостью способности отражать все длины волн солнечного спектра, а излучать только в инфракрасном диапазоне. Такое сочетание требует применять многослойный материал, в котором толщина слоёв выдержана с нанометровой точностью.

Но оказалось, что устройство можно значительно упростить, заблокировав солнечный свет узкой полоской, соответствующей перемещению солнца по небосводу, не привлекая отслеживающего и направляющего механизма. Это простое устройство, сделанное из плёнки, полированного алюминия, изоляции и покрытое белой краской, обеспечивает требуемое излучение тепла в инфракрасном диапазоне, при этом избегая нагрева солнечными лучами. Простые излучательные холодильники использовались с древних времён, для охлаждения в ночное время, однако они не работали днём, так как нагревание солнцем в десять раз превышало эффект охлаждения.

«Мы построили эту установку и испытали её на крыше МТИ, — говорит исследователь Бикрам Бхатиа, — при этом были использованы очень простые материалы, и показана эффективность системы».

«Это обманчиво просто, — рассказывает профессор Эвелин Ванг. — Используя отдельные экран и излучатель в атмосферу, устройство не нуждается в способности к избирательному излучения и поглощению».

Одним из ограничивающих факторов для этой системы является атмосферная влажность, которая способна блокировать часть инфракрасного излучения. В условиях влажного приморского Бостона максимально возможное охлаждение составляет 20 градусов Цельсия. Но в сухом климате, в пустынях максимальное охлаждение может достигать 40 градусов.

В основном работы в области излучательного охлаждение сосредоточены на крупных системах для охлаждения комнат и даже зданий, а данное устройство будет полезно для локальных задач, например, для хранения пищи или лекарств. Проблема хранения лекарств в жарком климате существовала всегда, и эта технология способна её решить.

Такую систему можно использовать в солнечных батареях с концентрацией света, где зеркала фокусируют солнечный свет на фотоэлементе для повышения эффективности. Но такие системы подвержены перегреву и требуют активного жидкостного охлаждения. Вместо этого обратную сторону таких элементов можно снабдить такими излучающими в инфракрасном диапазоне поверхностями.

Сейчас изобретатели решают основную проблему — как улучшить изоляцию устройства, предотвращающую его перегрев от окружающего воздуха, и при этом не блокировать его способность излучать тепло. Требуется найти изоляционный материал, прозрачный для инфракрасных лучей.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *