211service.com
Jak lustra high-tech mogą wysyłać ciepło w kosmos?
Leah zapiąć
W małym pomieszczeniu z tyłu lekkiego budynku przemysłowego w pobliżu lotniska w San Francisco Eli Goldstein spogląda na zestaw srebrnych paneli przechylonych na metalowych regałach. Panele wyglądają jak proste lustra, ale kiedy Goldstein obchodzi je dookoła, wskazuje na pompę czarnej wody wzdłuż lewej krawędzi, miedziane rury biegnące pod powierzchnią i metalową skrzynkę u podstawy.
Jego firma, SkyCool Systems, zbudowała technologię chłodzenia, która może działać jako skraplacz — standardowy element każdego komercyjnego systemu klimatyzacji lub chłodzenia, który obniża temperaturę wchodzącego czynnika chłodniczego, przekształcając go z pary w ciecz. Ale zamiast polegać na wentylatorach elektrycznych, jak to zwykle robią kondensatory, ten opiera się na zaawansowanych materiałach, które mogą odprowadzać ciepło i uwalniać je do górnej atmosfery, a nawet do przestrzeni kosmicznej.
Ta historia była częścią naszego wydania ze stycznia 2018 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Goldstein i jego współzałożyciel, Aaswath Raman, uważają, że panele spinoutu Stanford mogą znacznie obniżyć koszty i zapotrzebowanie na energię klimatyzacji i chłodnictwa. To złagodziłoby jeden z największych drenów w sieci elektrycznej i jedno z najważniejszych źródeł emisji gazów cieplarnianych.
Przestrzeń robocza SkyCool w Burlingame w Kalifornii. Leah zapiąć
Wszystkie przedmioty wydzielają ciepło w postaci promieniowania cieplnego. Ale powietrze wokół nich, głównie w postaci cząsteczek wody, pochłania i oddaje część ciepła. Jednak odłamek emisji w zakresie średniej podczerwieni może prześlizgnąć się przez te związki, umożliwiając powierzchniom, które emitują promieniowanie o tych długościach fal, stać się chłodniejszym niż otaczające powietrze. Naukowcy ze Stanford opracowali cienką warstwę, która została dostrojona do emitowania ciepła podczerwonego dokładnie w tym paśmie. Jednak większym postępem było połączenie tych promieniotwórczych właściwości z właściwościami odbijającymi, co umożliwiło materiałom oddawanie prawie całego ciepła ze światła słonecznego. Bez tej drugiej zdolności słońce z nawiązką zrównoważyłoby efekt chłodzenia w ciągu dnia.
Zespół wykazał niedawno, że panele mogą zmniejszyć zapotrzebowanie budynku biurowego na energię elektryczną do chłodzenia o 21% latem.
Systemy klimatyzacyjne i chłodnicze wytwarzają gorący czynnik chłodniczy jako normalny produkt uboczny, ale musi on zostać schłodzony i skroplony przed powrotem przez maszynę. W panelach SkyCool proces ten rozpoczyna się od przepływu czynnika chłodniczego przez rurę do wymiennika ciepła, znajdującego się z przodu paneli tutaj.
Mała pompa pompuje mieszaninę wody i płynu niezamarzającego przez system paneli na drugą stronę wymiennika ciepła.
Ciepło z czynnika chłodniczego jest przekazywane do mieszaniny wody przez metalowe płytki wewnątrz wymiennika ciepła. Ogrzana ciecz wypływa rurami z wymiennika ciepła. Leah zapiąć
Taylor Steindel, główny inżynier mechanik SkyCool, pokazuje, w jaki sposób pompa i rury łączą się z systemem.
Leah zapiąć
Współzałożyciel SkyCool, Aaswath Raman. Leah zapiąć
Panele SkyCool, pokryte cienką, wielowarstwową folią optyczną, odprowadzają ciepło z wody przepływającej przez rury i wypromieniowują ją na zewnątrz. Odbijają również światło słoneczne, aby zachować chłód. Tutaj Steindel i Goldstein ustawiają panele na zewnątrz, na co patrzy Raman. Leah zapiąć
Schłodzona woda przepływa z powrotem do wymiennika ciepła przez widoczną tu rurę po prawej stronie panelu. W dalszym ciągu przepływa przez rury, pochłaniając i rozpraszając ciepło w pętli. Oddzielnie schłodzony czynnik chłodniczy przepływa następnie z powrotem do układu klimatyzacji lub układu chłodniczego, z którego pochodzi, po osiągnięciu niezbędnego oddawania ciepła. Leah zapiąć
Aplikacja termowizyjna na iPhone'a i nasadka do aparatu pokazują chłód paneli i rur (w kolorze fioletowym) w stosunku do blacktopu (w kolorze pomarańczowym). Leah zapiąć