Ученые создали пленку, которая охлаждает здания без потребления энергии и вредных выбросов

Американские ученые предложили альтернативный вариант охлаждения зданий – без использования электроэнергии и без выбросов в атмосферу. С помощью охлаждающей плёнки.

Около 6% всей электроэнергии, генерируемой в США, используется для питания систем кондиционирования воздуха, которые охлаждают дома и офисные помещения. А если уровень развития в таких странах как Бразилия, Китай и Индия будет повышаться, такая же тенденция будет наблюдаться и у них.
Но кондиционеры с их высоким энергопотреблением, являются не только дорогостоящими приборами для потребителей, но и причиной повышения выбросов углекислого газа. Выбросы растут не только из-за того, что ТЭС генерируют электричество для охлаждения зданий в повышенных объемах, но и за счет использования в кондиционерах хладагентов — гидрофторуглеродов.
Ученые из университета Колорадо в Болдуере опубликовали статью в журнале Science, предлагая альтернативный вариант охлаждения зданий — без использования электроэнергии и без выбросов в атмосферу.
Ученые изобрели пленку, которая при нанесении на здание может охлаждать его без использования хладагентов и без электроэнергии. Более того, эту пленку можно производить в промышленных масштабах по цене 50 центов за кв. метр.
Новая пленка работает, основываясь на принципе излучающего охлаждения. Этот процесс использует преимущество того факта, что атмосфера Земли может беспрепятственно пропускать в космос инфракрасное тепловое излучение с волнами определенной длины.
То есть можно превратить ненужное тепло в инфракрасное излучение подходящей длины, которое потом можно будет «сбрасывать» в космос безвозвратно.
Это не первая попытка ученых использовать эффект излучающего охлаждения. В 2014 году в Стэнфордском университете в Калифорнии было продемонстрировано устройство, которое использовало данный принцип. Но тот материал состоял из семи чередующихся слоев диоксида гафния и диоксида кремния различной толщины, уложенных на пластины из кремния. Такой материал было бы очень сложно и дорого получать для массового производства.
Новая же разработана пленка, напротив, сделана из полиметилпентена — коммерчески доступного, прозрачного пластика, в который были помещены крошечные стеклянные шарики. Далее ученые «раскатали» этот материал в тончайшую пленку толщиной в 50-милионных метра (микрона), и покрыли серебром одну из сторон этой пленки. Пленка укладывается серебряной стороной к поверхности крыши, или любой другой поверхности здания.
Таким образом «ненужный» солнечный свет отбивается обратно в атмосферу через слой усовершенствованного пластика, который преграждает проникновение нежелаемого тепла в здание.
В то же время ученые осознают, что преграждение попадания избыточного тепла в здание — это не одно и то же, что и его охлаждение. Ключевым моментом охлаждения являются те самые стеклянные шарики, добавленные в основной материал.
Управление температурой помещения — не статичный процесс. Все объекты все время не только поглощают, но и выделяют тепло. Тепло, которое ими выделяется, обычно находится в пределах длины волны инфракрасного излучения.
Длина волны, в которую будет превращаться это выделяемое тепло, будет определяться стеклянными шариками, а точнее их диаметром внутри материала — 8 микрон. Эта величина соответствует длине волны тепловой инфракрасной радиации, которая просачивается из атмосферы в космос, согласно принципу излучающего охлаждения. Так как источник тепла, которое превращается в инфракрасное излучение нужной длины волны, находится под материалом (в здании) то таким образом обеспечивается охлаждение здания.
Охлаждающий эффект пленки оценивается в 93 Вт на кв. метр прямых солнечных лучей, а ночью и того больше. Группа ученых подсчитала, что 20 кв. метров их пленки, помещенной на крышу среднестатистического американского дома, будет достаточно, чтобы удерживать температуру внутри дома на уровне 20°C, когда на улице — 37°C.
Чтобы регулировать интенсивность охлаждения с помощью системы с такой пленкой, потребуются дополнительные меры, которые, скорее всего, уже будут требовать некоторых объемов электроэнергии. Но уже не таких значительных, как использование кондиционера, говорят ученые.

Ученые создали пленку, которая охлаждает здания без потребления энергии и вредных выбросов

Другие материалы по теме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *