Учёные используют холод космоса для улучшения климатических систем
Калифорнийская компания SkyCool Systems находится на ранней стадии разработки системы охлаждения, более энергоэффективной, чем какая-либо за последнее столетие. Она использует охлаждение путём излучения. Эта идея сотни лет назад использовалась на Ближнем Востоке и в Индии.
Принцип действия
Чтобы понять охлаждение излучением, подумайте о ночном небе. Когда начинается прохладный вечер, абсолютно всё на Земле — почва, трава, крыши домов, люди — отдают тепло. Большая часть этого тепла поднимается в атмосферу, где переходит в космос и не возвращается на Землю. Объекты излучают намного больше тепла, чем получают от Солнца.
Немного истории
Сотни лет назад, задолго до изобретения систем охлаждения, население Индии и Ирана использовало эту идею для изготовления льда в климате, где температура выше температуры замерзания. Воду наливали в большие полые керамические бассейны, окружённые сеном. Затем их выставляли на улицу в ясные ночи. Тепло, которое отдавала вода, снижало температуру ниже температуры воздуха, позволяя воде превратиться в лёд.
Сотрудники SkyCool применяют этот принцип в условиях современной эпохи, пытаясь переосмыслить охлаждение домов, дата-центров и холодильников.
По данной теме мы ранее публиковали об иследовании физиков из Стэнфордского университета — «Кондиционеры будущего будут отводить тепло в космос»
Прикладное значение
Во время работы в университете Стэнфорда основатели SkyCool Шаньхуэй Фан, Илай Гольдштейн и Аасват Раман создали материал, способствующий процессу охлаждения. Суть в том, чтобы найти материал с поверхностью, которая поглощает, излучает и отражает тепло в нужных пропорциях.
Их изобретение очень напоминает солнечную панель. Это плоская металлическая поверхность, покрытая высокотехнологичной плёнкой. Материал отражает свет и тепло солнца так эффективно, что температура под плёнкой может опускаться на 5-10 градусов Цельсия ниже относительно температуры воздуха. Система трубок за панелью подвергается контакту с этой температурой, охлаждая жидкость внутри, прежде чем она попадает в системы охлаждения.
Трудности и перспективы
Пытаясь воплотить свою идею в жизнь, создатели столкнулись с двумя проблемами. Первая — современные системы кондиционирования за последнее столетие стали крайне дешёвыми. Компании не захотят переплачивать за внедрение новой технологии в недорогую структуру. Вторая проблема связана с инфраструктурой. Если SkyCool создаст автономную технологию (а основатели утверждают, что это реально), придётся полагаться не на уже существующие вентиляционные трубы, а на новые разработки вроде «холодного потолка» (сродни «тёплому полу»).
Однако компания настроена оптимистично. По словам Гольдштейна, клиенты очень заинтересованы. Пять пилотных проектов, в том числе три американских (магазин, дата-центр и офисное здание), докажут, что идею можно воплотить в реальном мире. А коллеги SkyCool, исследователи из университета Буффало, вообще полагают, что охлаждение излучением однажды может стать независимой от электричества системой. Одна из их главных задач заключалась в том, чтобы заставить плёнку отражать солнечное тепло непосредственно в небо (обычно оно рассеивается во все стороны).
Разработка метода строгого направления тепла делает систему эффективнее в условиях города, где со всех сторон много высоких зданий и небоскрёбов.
Пока неизвестно, когда технология будет внедряться в промышленных масштабах. Первые шаги к успеху — правительственные проекты, продвигающие экологически дружественные технологии.
Мы в социальных сетях