Klimatyzacja może działać bez zasilania

Nowy system klimatyzacji może działać skutecznie bez zasilania.

Aktualizacja: 11.09.2017 20:23 Publikacja: 11.09.2017 19:21

Wydajność paneli chłodzących pozwala na oszczędność rzędu 50 proc.

Wydajność paneli chłodzących pozwala na oszczędność rzędu 50 proc.

Foto: Skycool

Urządzenia zainstalowane na budynku Packard Electrical Engineering Building na Uniwersytecie Stanforda wyglądają niewinnie. W rzeczywistości to milowy krok w rozwoju innowacyjnej technologii chłodzenia i klimatyzacji. Odkrycie może w przyszłości stać się częścią naszego życia codziennego. Tymczasem profesor inżynierii elektrycznej Shanhui Fan wraz z zespołem testuje tam nową lustrzaną powierzchnię optyczną, która działa bez zasilania prądem elektrycznym.

W pierwszych publikacjach na ten temat, w 2014 r., Fan oraz Aaswath Raman i Eli Goldstein wykazali, że system może schłodzić płynącą wodę do temperatury niższej niż otaczające powietrze.

– Te badania opierają się na naszych wcześniejszych pracach, ale podnoszą je na wyższy poziom – twierdzi Raman. – Po raz pierwszy powstała skuteczna technologia „chłodzenia niebem", która ogranicza zużycie prądu elektrycznego w czasie upałów.

Fan, Goldstein i Raman założyli firmę SkyCool Systems, która pracuje nad dalszymi testami i komercjalizacją tej technologii.

Energia wysyłana do kosmosu

Promieniowanie ciepła do atmosfery jest naturalnym, wszechobecnym procesem. Można je zaobserwować gołym okiem jako falujące powietrze. Zjawisko to jest szczególnie zauważalne podczas bezchmurnych w nocy. Wówczas promienie ciepła mogą łatwiej przejść przez atmosferę Ziemi aż do rozległych, zimnych przestrzeni kosmicznych.

– Jeśli mamy bardzo zimne otoczenie, jak w kosmosie, i rozproszymy w nim ciepło, dzieje się to bez jakiejkolwiek energii elektrycznej i pracy –wyjaśnia Fan. –Z tego powodu ilość energii wypływającej z Ziemi do wszechświata jest ogromna.

Światło słoneczne rozgrzewa obiekty, a chłodzenie następuje poprzez wypromieniowanie ciepła do atmosfery. Jednak w upalne dni, gdy temperatura powietrza jest wyższa od pożądanej, konieczna jest zmiana tego bilansu. Naukowcy wykorzystali wielowarstwową folię optyczną, która odbija około 97 proc. światła słonecznego, jednocześnie zdolną emitować energię cieplną do atmosfery. Bez ciepła wywołanego promieniami słonecznymi występuje efekt chłodzenia obiektu poniżej temperatury powietrza nawet w upalny dzień.

– Dzięki tej technologii nie jesteśmy już ograniczeni temperaturą otoczenia, jesteśmy ograniczeni przez coś o wiele zimniejszego – niebo i przestrzeń kosmiczną – podsumowuje Goldstein.

Ulepszona technologia

Eksperymenty sprzed trzech lat, przeprowadzone na małych, 8-calowych elementach wielowarstwowej powierzchni optycznej, udowodniły, że można schłodzić sam panel. Następnym krokiem było rozszerzenie tej technologii i sprawdzenie, jak działa w ramach większego systemu.

Naukowcy stworzyli zatem elementy pokryte specjalnymi warstwami optycznymi i zamontowali je na szczycie rur z bieżącą wodą w Packard Building. W ciągu trzech dni panele skutecznie obniżały temperaturę wody o 3 do 5 stopni Celsjusza w stosunku do otoczenia.

Następnym etapem badań stała się symulacja komputerowa, w której panele miałyby pokryć dach dwupiętrowego komercyjnego biurowca w Las Vegas – w gorącym i suchym klimacie. Badacze obliczyli, że w miesiącach letnich system klimatyzacji zasilany ich panelami pozwoliłby zaoszczędzić 14,3 megawatogodziny energii elektrycznej, czyli o 21 proc. zmniejszyć ilość prądu potrzebnego do obniżenia temperatury w całym budynku. W ciągu lata oszczędności wahałyby się od 18 do 50 proc.

Fan, Goldstein i Raman są optymistami. Twierdzą, że ich technologia będzie miała w przyszłości szerokie zastosowanie. ©?

Urządzenia zainstalowane na budynku Packard Electrical Engineering Building na Uniwersytecie Stanforda wyglądają niewinnie. W rzeczywistości to milowy krok w rozwoju innowacyjnej technologii chłodzenia i klimatyzacji. Odkrycie może w przyszłości stać się częścią naszego życia codziennego. Tymczasem profesor inżynierii elektrycznej Shanhui Fan wraz z zespołem testuje tam nową lustrzaną powierzchnię optyczną, która działa bez zasilania prądem elektrycznym.

W pierwszych publikacjach na ten temat, w 2014 r., Fan oraz Aaswath Raman i Eli Goldstein wykazali, że system może schłodzić płynącą wodę do temperatury niższej niż otaczające powietrze.

Pozostało 81% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Subskrybuj
Materiał partnera
Technologie kwantowe: nauka tworzy szanse dla gospodarki
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska
Materiał Promocyjny
Jak kupić oszczędnościowe obligacje skarbowe? Sposobów jest kilka
Materiał Promocyjny
Dell Technologies: nie ma branży czy przedsiębiorstwa, które może funkcjonować bez nowoczesnych technologii