211service.com
Materiāls, kas izplata siltumu kosmosā, drīz varētu no jauna izgudrot gaisa kondicionētāju
Džeimsa templis
Eli Goldsteins, jaunizveidotais SkyCool Systems līdzdibinātājs, atvēra garāžas durvis Stanford spinout šaurās darbvietas sānos Burlingame, Kalifornijā, un ieripināja kvadrātveida sudraba paneļu komplektu autostāvvietā.
Tie bija noliekti pret sauli, pārklāti ar nevainojami neburzītu alumīnija foliju un piestiprināti pie metāla rāmja, kurā bija virkne cauruļu, caurulīšu un termometru.
Sanfrancisko pussalā tajā dienā temperatūra sasniedza 104 ˚F, kas bija reta un dedzinoša karstuma viļņa sākums Bay Area. Pakāpjoties paneļu priekšā, jutos kā ejot garām atvērtai krāsnij.
Kura tieši ir būtība. SkyCool paneļi būtībā ir augsto tehnoloģiju spoguļi, kas paredzēti ēku dzesēšanai daudz efektīvāk nekā tradicionālās gaisa kondicionēšanas sistēmas, izmantojot dīvainu optikas īpašību, kas ļauj šaurai starojuma joslai izkļūt kosmosā (skat. The Sky May Hold the Secret to Efficient Gaisa kondicionēšana ). Atkarībā no pielietojuma un klimatiskajiem apstākļiem šī tehnoloģija varētu samazināt konstrukciju dzesēšanai izmantoto enerģiju par 10 līdz 70 procentiem, samazinot vienu no lielākajām prasībām ASV tīklam un attiecīgi samazinot siltumnīcefekta gāzu emisijas.
Lai saprastu, kā tas darbojas, ir nepieciešama neliela pieredze. Visi objekti izdala siltumu infrasarkanā starojuma veidā, kas ir neredzama gaismas forma spektrā tieši pa labi no sarkanā. Jaku, dūraiņu un šalļu mērķis ir saglabāt pēc iespējas vairāk izstarojošā siltuma, saglabājot mūs siltus ziemas dienās. Pati atmosfēra, galvenokārt ūdens molekulu veidā, arī izstaro daļu siltuma.
Taču neliela emisiju daļa vidējā infrasarkanā diapazonā (ar viļņu garumiem no astoņiem līdz 13 mikrometriem tiem, kas saglabā rezultātu) izslīd cauri, izplūstot cauri tam, kas aprakstīts kā logs kosmosā . Materiāli, kas izstaro starojumu šajā diapazonā, burtiski iemet to aukstajos kosmosa plašumos vai vismaz vēsajā augšējā atmosfērā, ļaujot pašām virsmām pazemināties zem apkārtējā gaisa temperatūras. Šī dabas parādība izraisa sarmas veidošanos uz virsmām zem atklātām nakts debesīm, piemēram, automašīnu logiem un zāles stiebriem, pat ja temperatūra nesasniedz sasalšanu.
Būtisks izaicinājums šī mehānisma izmantošanai lietderīgā veidā ir bijis tas, ka dienas laikā saules siltums parasti kompensē jebkādu dzesēšanas efektu. Bet pētījumos, kas pirmo reizi tika publicēti Daba 2014. gada beigās SkyCool Systems zinātnieki tika galā ar šo problēmu, izstrādājot modernu materiālu, kas pielāgots tā, lai izstarotu infrasarkano gaismu diapazonā, kas izslīd cauri atmosfērai, vienlaikus atstarojot 97 procentus saules gaismas. Novietots uz jumta tiešos saules staros, materiāls palika par 4,9 ˚C zemāks par apkārtējā gaisa temperatūru, dzesēšanas jauda 40,1 vati uz kvadrātmetru.
Trīs no šajā darbā iesaistītajiem pētniekiem bija līdzdibinātāji SkyCool sistēmas pagājušā gada pavasarī, cenšoties komercializēt tehnoloģiju. Goldsteins ir starta galvenais tehnoloģiju vadītājs; Aaswath Raman, oriģinālā raksta galvenais autors un viens no MIT tehnoloģiju apskats ’s 35 Innovators, kas jaunāki par 35 gadiem 2015. gadā, pilda izpilddirektora amatu; un Šanhui fans , Stenfordas elektrotehnikas profesors, darbojas kā padomnieks.
SkyCool pasīvās radiācijas dzesēšanas paneļi tiek novērtēti lauka izmēģinājumā Deivisā, Kalifornijā.
Pagājušajā nedēļā pētnieki publicēja turpinājumu papīrs iekšā Dabas enerģija , kas parāda, ka tehnoloģijas paplašinātu versiju var izmantot plūstoša ūdens dzesēšanai. Uzstādot paneļus ar plānām ūdens caurulēm, kas iet tieši zem tiem, pētnieki trīs dienu testēšanas laikā pazemināja ūdens temperatūru par 5 ˚C. Rezultāts liecina, ka tehnoloģiju var iekļaut esošajos dzesēšanas mehānismos, aizstājot vai papildinot kondensatora komponentu, ko izmanto parastajā gaisa kondicionēšanā un dzesēšanā. Izmantojot modelēšanu, pētnieki parādīja, ka tehnoloģiju integrēšana divstāvu biroju ēkā Lasvegasā samazinātu dzesēšanas elektroenerģijas patēriņu par 21 procentu vasarā.
Iespēja modernizēt sistēmu esošajās ēkās, samazinot īpašnieku un īrnieku izmaksas, nozīmē, ka potenciālais tirgus ir plašs. Aptuveni 14 procenti no kopējās ASV enerģijas ražošanas tiek novirzīti dzīvojamo un komerciālo ēku dzesēšanai. Enerģētikas departamenta moonshot ARPA-E programma, kas nodrošināja 3 miljonus dolāru SkyCool pētniekiem 2012. gadā atklāja, ka uzlaboti radiācijas dzesēšanas paneļi varētu samazināt šo patēriņu par 10 līdz 20 procentiem un samazināt elektroenerģijas tīkla maksimālās slodzes pieprasījumu.
Taču daudz lielāks enerģijas ietaupījums var būt iespējams izstrādātājiem, kuri projektēšanas fāzē izvēlas tieši iekļaut radiācijas dzesēšanas sistēmas jaunās ēkās, saka Niks Fernandess, Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālās laboratorijas enerģētikas analītiķis. Ja sistēma būtu savienota ar hidraulisko starojuma dzesēšanas sistēmu — retu, bet ļoti efektīvu ēku dzesēšanas veidu, kas darbojas, cirkulējot ūdeni, nevis pūšot gaisu, enerģijas ietaupījums apkurei, dzesēšanai un ventilācijai ideālos klimata apstākļos varētu sasniegt gandrīz 70 procentus. , saskaņā ar simulācijas analīzi publicēts 2015. gadā , kurā Fernandess bija galvenais autors.
SkyCool nav vienīgais uzņēmums, kas seko šim tirgum. Februārī Kolorādo universitātes inženieru komanda Boulderā publicēja a papīrs iekšā Zinātne aprakstot stikla-polimēra hibrīda materiālu, kas pusdienlaikā sasniedza radiācijas dzesēšanas jaudu 93 (vati uz kvadrātmetru) tiešos saules staros. Pētnieki uzsvēra, ka viņi jau ir izdomājuši, kā par pieņemamu cenu izgatavot plēvei līdzīga materiāla ruļļus, padarot to par potenciāli dzīvotspējīgu liela mēroga tehnoloģiju gan dzīvojamiem, gan komerciāliem lietojumiem. saskaņā ar universitātes izdevumam.
Tāpat kā Stenfordas komanda, CU Boulder pētnieki piesaistīja naudu no ARPA-E, pieteicās patentam un izveidoja uzņēmumu, Radi-Cool. Zinātnieki risina sarunas ar potenciālajiem investoriem un ražotājiem, saka Ronggui Yang, mašīnbūves profesors, kurš ir papīra līdzautors un starta izpilddirektora pienākumu izpildītājs.
SkyCool pētnieki, kuri ir nodrošinājuši ierobežotu papildu federālo un privāto finansējumu, turpina uzlabot uzlaboto materiālu efektivitāti. Ramans, starta izpilddirektors, atsakās apspriest iespējamo produktu cenas, taču viņš uzskata, ka visas sākotnējās izmaksas tiks kompensētas ar ilgtermiņa enerģijas ietaupījumu. Ja SkyCool tipa jumta radiatoru varētu ražot un uzstādīt par mazāk nekā 58 centiem par kvadrātpēdu, enerģijas ietaupījums segtu šīs izmaksas aptuveni piecu gadu laikā, lēsts Pacific Northwest Lab pētījums.
Uzņēmums veic savu jaunākās paaudzes paneļu lauka izmēģinājumu Deivisā, Kalifornijā, aptuveni divu stundu attālumā no Burlingame Centrālajā ielejā, novērtējot tehnoloģiju kā veidu, kā uzlabot gan gaisa kondicionēšanas, gan komerciālās saldēšanas sistēmas.
SkyCool nākamais nozīmīgais pavērsiens būs liela mēroga demonstrācija ar agrīnu klientu vai partneri, kuru Ramens un Goldsteins cer sākt nākamgad. Tie ir vērsti uz uzņēmumiem ar lielām dzesēšanas vajadzībām, piemēram, lielveikaliem un datu centriem, kur enerģijas ietaupījumi ātri palielinās. Sarunas ar potenciālajiem klientiem jau ir sākušās.