Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Фото: В полевых испытаниях производительность устройства радиационного охлаждения измерялась при ярком солнечном свете, как с изоляционным материалом (слева), так и без него (справа). Изображение принадлежит исследователям MIT
Фото: В полевых испытаниях производительность устройства радиационного охлаждения измерялась при ярком солнечном свете, как с изоляционным материалом (слева), так и без него (справа). Изображение принадлежит исследователям MIT

Устройство радиационного охлаждения с аэрогелем без электричества

Энергоэффективность и энергосбережение

Опубликовано: 09.11.2019

Обновлено: 07.12.2021

 1481

Устройство MIT охлаждает без электричества и подвижных частей, даже под палящим солнцем

Охлаждение необходимо, чтобы бороться с отсутствием продовольствия, повышать благосостояние людей и создавать устойчивый экономический рост. В развивающихся странах не хватает холодильных установок и по этой причине по-прежнему более 40% пищевых продуктов портится после сбора урожая.

Кроме того, число кондиционеров в жарких регионах мира растет и повышается мировое энергопотребление. К счастью, существуют пассивные, доступные и производительные холодильные технологии, которые снижают порчу продуктов и охлаждают помещения.

Одним из таких подходов, интерес к которому в последние годы растет, является радиационное охлаждение - пассивная технология, которая основана на естественном инфракрасном излучении (ИК) земных объектов. Тепло уходит в холодное космическое пространство через ИК-прозрачное окно атмосферы в форме волн длиной от 8 до 13 мкм.

Благодаря тому, что тепло отводится в космос, поверхность (излучатель), обращенная к небу, теоретически способна снижать свою температуру на 50°C ниже окружающей среды пассивным радиационным методом.

Однако на практике охладить предметы, которые находятся под прямыми солнечными лучами, оказывается сложной задачей, так как значительная часть солнечной энергии поглощается окружающими материалами и прирастает паразитное тепло.

Исследователи разработали производительное устройство, которое не имеет подвижных частей и работает по принципу радиационного охлаждения. Оно отражает солнечный свет и не нагревается. Инфракрасные волны уходят от предмета прямо в космос, охлаждая его значительно ниже температуры окружающего воздуха.

Ключом к работоспособности этого простого и недорогого устройства является особый вид изоляции из полиэтиленовой пены, называемой аэрогелем - легким материалом, напоминающим по структуре зефир. Он прозрачен для инфракрасных лучей, которые свободно выходят наружу.

Минимальный прирост тепла

Радиационное охлаждение - это процесс, который наблюдается у большинства горячих предметов, когда они охлаждаются. Тела испускают инфракрасные волны среднего диапазона, которые переносят тепловую энергию от объекта прямо в космос, потому что воздух прозрачен для инфракрасного излучения.

Аэрогель блокирует более 90% солнечного света, защищая поверхность под ним от нагрева. Это позволяет примерно 80% тепловых лучей свободно выходить наружу.

Аэрогели - это легкие пенообразные материалы, которые состоят в основном из воздуха и создают очень хорошую теплоизоляцию.

Испытание устройства

Испытание устройства проводилось в чилийской пустыне Атакама, которая находится прямо на экваторе и где практически нет осадков. Там светит яркий солнечный свет. Результат - предмет охладили на 13 ⁰C ниже окружающего воздуха в солнечный полдень. В аналогичных тестах на кампусе MIT в Кембридже, штат Массачусетс, температура снизилась чуть ниже 10 ⁰C.

Исследователи утверждают, что этого достаточно для того, чтобы продлить срок хранения продуктов в отдаленных местах. Кроме того, радиационным способом на начальном этапе можно охлаждать помещения. Это снизит потребление электроэнергии.

Исследователи продолжают повышать производительность своей радиационной системы охлаждения, чтобы с помощью нее кондиционировать без электричества воздух в зданиях. Радиационное охлаждение уже сейчас комбинируют существующими системами кондиционирования воздуха.

Аэрогель намного лучше любой другой пассивной системой радиационного охлаждения, кроме тех, где в качестве изолятора используется вакуум. Вакуумные устройства очень эффективные, но их тяжело изготавливать, они дорогие и хрупкие.

 

Цитирование: «Высокопроизводительное радиационное охлаждение с помощью оптически избирательного и теплоизоляционного полиэтиленового аэрогеля в условиях окружающей среды», авторы А. Леруа, Б. Бхатия, С. К. Келсолл, А. Кастильехо-Куберос, М. Ди Капуа, Л. Чжао, Л. Чжан, А.М. Гусман и Е.Н. Ван, 30 октября 2019 г, Science Advances. DOI: 10.1126 / sciadv.aat9480

0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Фото: Параболические зеркала концентрируют солнечный свет. WaterFX

Угольно-солнечные гибриды для выработки электроэнергии

Обновлено: 10.01.2022
 1405
Методы гидроизоляции элементов конструкции здания

Методы гидроизоляции элементов конструкции здания

Обновлено: 05.02.2020
 777
Конденсат на окнах. Martindale Windows

Влажность в зданиях: скрытые причины и как с этим бороться

Обновлено: 03.11.2021
 308

Комментарии ()

  1. Алексей Поляков 02 декабря 2021, 12:58 # ↓ 0
    Гораздо проще и эффективнее сделать радиационное охлаждение в потолке или стенах. Формируются 2 канала из пластика шириной несколько мм — сухой и влажный. Во влажный рабочий канал, покрытый увлажненным испарительным материалом, подается внешний горячий воздух. Испаряясь, влага отводит от воздуха скрытое тепло и сильно увлажненный воздух выбрасывается наружу. Прохлада через пластиковую стенку за счет тепломассообмена передается в сухой продуктовый канал, через вторую стенку которого прохлада передается в помещение. Такая система способна охладить продуктовый воздух до температуры точки росы внешнего воздуха.
    ответить
    1. Alex Poliakoff 02 декабря 2021, 13:00 # ↓ 0
      Совершенно другую термодинамику и эффективность дает не волновой перенос энергии, а фазовый переход жидкости (воды) в пар (испарение) без кипения. Этот процесс поглощает скрытое тепло из воздуха и охлаждает его. Обратный переход — конденсация идет с выделение тепла, которое можно использовать для отопления.
      ответить

      Написать комментарий

      Недавние публикации

      Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

      Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

      Обновлено: 26.07.2022  636
      Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

      Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

      Обновлено: 21.04.2022  640
      Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

      Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

      Обновлено: 07.05.2022  606

      Популярные категории

      • Природные ресурсы, экология и строительство91
      • Альтернативная энергия57
      • Вентиляция и кондиционирование28
      • Энергоэффективность и энергосбережение44
      • Новости, обзоры, события113

      Разместить статью

      Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

      Ссылки:

      • Контакты
      • Разместить статью
      • Конфиденциальность
      VK Telegram

      © 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

      Отправить сообщение об ошибке?

      Ошибка:
      Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.