Придумана новая технология охлаждения больших зданий

Как поддержать прохладу в больших зданиях, если за окном знойное лето? Надо признать, что это достаточно сложная инженерная задача. Существующие технологии охлаждения воздуха хороши, но они дорогие. 

 

Явным их недостатком также является большое количество используемой энергии. Скажем, в США в летние месяцы доля потребления кондиционеров весьма велика. На нее приходится до 15 процентов от потребляемой энергии по всей стране. 

 

Метод, как сократить расходы при эффективном кондиционировании помещений, нашла группа ученых и инженеров, представляющих лаборатории Стэндфордского университета. Ею разработано оригинальное зеркальное покрытие. 

 

Это многослойный нанофотонный материал. Он хорош тем, что способен не только отразить потоки тепла от стен и крыш зданий, но и направить поток тепла из здания наружу. Тем самым он охлаждает внутренности здания.

 

 

Физически тепло можно перенести тремя разными способами. Первый способ заключается в прямом переносе тепла. Это то, что чувствуют пальцы, как только они касаются чего-то горячего. 

 

Второй способ переноса тепла — конвекционный способ. Типичный пример – это горячее «дыхание» потока воздуха, которое вырывается из открытой разогретой духовки. 

 

Третий способ – радиационный. То есть перенос тепла идет с использованием лучей инфракрасного света. В результате просто чувствуешь, что приближаешься к открытому огню или к той же разогретой духовке.

 

Покрытие, которое придумала группа во главе с профессором Шэнхуи Фэном (Shanhui Fan), работает именно с таким инфракрасным тепловым излучением. Оно прибывает на Землю из космоса вместе с солнечными лучами. 

 

Придуманное учеными покрытие берет на себя роль своеобразного теплового диода, который отражает внешние тепловые потоки. Технологию охлаждения, которая применяет возможности аналогичных покрытий, назвали фотонно-излучающим охлаждением. В качестве покрытия в нем применяется несколько микроскопических слоев из диоксида кремния и окиси гафния, которые наносят на тонкий слой серебра. 

 

Вся структура нового покрытия – это семь слоев. Их суммарная толщина составляет всего 1,8 микрона. Это намного тоньше самой тонкой алюминиевой фольги, которую применяют в быту. Данный многослойный материал – это сложный объект, способный эффективно отражать солнечные и инфракрасные лучи. Он беспрепятственно пропускает инфракрасные лучи и с обратной стороны.

 

Тесты, которые провели стэнфордские ученые, подтвердили, что созданное ими покрытие может эффективно отразить до 97 процентов солнечного света, который на него падает. Это зеркало, которое совместно работает с технологией фотонно-излучающего охлаждения. Одновременно оно предоставляет возможность снизить температуру (на 5 градусов по сравнению с температурой окружающего воздуха) с обратной стороны такого зеркала.