Niebo może skrywać sekret wydajnej klimatyzacji

Klimatyzacja odpowiada za prawie 15 procent całego zużycia energii przez budynki w Stanach Zjednoczonych. Jednym ze sposobów cięcia, który polega na wysyłaniu ciepła w kosmos, według Aaswath Ramana .

Raman jest współzałożycielem nowej firmy o nazwie Systemy SkyCool . Startup, wywodzący się z Uniwersytetu Stanforda, jest jedną z kilku grup komercjalizujących energooszczędne podejście do chłodzenia, które wykorzystuje chłód przestrzeni.

Pomysł polega na wykorzystaniu naturalnego zjawiska zwanego chłodzeniem radiacyjnym. Wszystkie obiekty emitują promieniowanie cieplne. Kiedy jest emitowany w niebo, jego część jest pochłaniana i odbijana przez atmosferę. Inna część, mieszcząca się w określonym zakresie częstotliwości, ucieka do wyższych warstw atmosfery i przestrzeni kosmicznej, gdzie warunki są znacznie chłodniejsze. Może to spowodować, że obiekt emitujący to promieniowanie ochłodzi się poniżej temperatury otaczającego powietrza.

SkyCool opracowuje technologię przeznaczoną do wykorzystania tego zjawiska, opartą na stosunkowo niedawnych postępach w manipulowaniu światłem w nanoskali. Inżynierowie od dawna wiedzą, że chłodzenie radiacyjne jest przydatne do chłodzenia budynków nocą. Jednak w ciągu dnia promieniowanie słoneczne przeciwdziała efektowi chłodzenia. Ale kilka lat temu Raman i jego kolega ze Stanford ustalili, że rzeczywiście powinno być możliwe osiągnięcie chłodzenia radiacyjnego w ciągu dnia.

Prototypy chłodzenia radiacyjnego SkyCool.

W 2014 roku grupa opublikowała artykuł w: Natura w którym pokazali, że urządzenie zaprojektowane do łączenia właściwości optycznych trzech różnych materiałów, ułożonych w stos wielu warstw, schładza się do prawie 5 °C poniżej temperatury powietrza otoczenia. To dowiodło, że zimna ciemność Wszechświata może być wykorzystywana jako źródło odnawialne, nawet w najgorętszych godzinach dnia, napisali naukowcy.

W ciągu ostatnich dwóch lat kilka innych grup zaczęło dążyć do chłodzenia radiacyjnego w ciągu dnia. Trzy zespoły niedawno otrzymały fundusze od ARPA-E na opracowanie technologii dla elektrowni cieplnych, które obecnie zużywają ogromne ilości wody.

Koncepcyjna ilustracja przyszłego systemu dachowego z technologią chłodzenia radiacyjnego SkyCool.

Raman mówi, że jego firma bada szereg potencjalnych zastosowań, w budynkach, a także w wielu rodzajach konstrukcji wykraczających poza to, co uważamy za budynki konwencjonalne – w rozwijającym się i rozwiniętym świecie.

Jak mówi, istniejącym modelem ogólnego podejścia SkyCool jest dość niedawny rozwój i komercjalizacja technik nakładania powłok optycznych w celu zwiększenia efektywności energetycznej okien.

Raman twierdzi, że firma wykazała również, że jej prototypy mogą znacznie obniżyć temperaturę wody, co oznacza, że ​​powinno być możliwe podłączenie ich do szerokiej gamy systemów chłodzenia i zamrażania, które wykorzystują schłodzoną wodę do usuwania ciepła z powietrza. Dodaje, że w przypadku typowych budynków w Ameryce Północnej będzie to potrzebne w połączeniu z istniejącym systemem chłodzenia lub chłodzenia.

Srinivas Katipamula , naukowiec z Pacific Northwest National Laboratory, który bada zaawansowane koncepcje ogrzewania i chłodzenia, niedawno przeprowadził: studium modelowania z trzema kolegami z PNNL i odkryli, że chłodzenie radiacyjne w ciągu dnia może zmniejszyć zużycie energii w średniej wielkości budynku biurowym o 30 do 50 procent. Co najważniejsze, nie jest jeszcze jasne, ile będzie kosztować technologia, więc trudno określić, ile czasu zajmie zwrot inwestycji – mówi.

ukryć