Растущие расходы энергии на охлаждение зданий станут одной из главных проблем ближайшего будущего, поэтому в этой области ученые все больше внимания уделяют пассивным системам. Инженеры из Университета Буффало (США) модернизировали установку существующего охладителя, который работает на принципе переноса излучения, удвоив его эффективность. Но не остановились на этом, а придумали, как решить еще и проблему нагрева самого охладителя от солнечного света.
Сама технология охлаждения помещений при помощи переноса излучения через теплопроводную пластину не нова и имеет два фундаментальных недостатка. Она поглощает тепло из воздуха помещения и преобразует его в инфракрасное излучение, которое без помех направляется в атмосферу. Однако пластина излучает тепло с обеих сторон, так что часть его устремляется назад и фактически не отводится. Кроме того, основная работа идет во время светового дня, когда здания согреты солнечным светом, но и сама пластина охладителя при этом нагревается.
Для решения задачи инженеры поместили пластину излучателя между двумя наклонными зеркалами в форме буквы «V» – они отражают излучение с обеих сторон. Сами зеркала тоже сложные, они состоят из 10 тонких слоев серебра и диоксида кремния, что позволяет им отражать инфракрасные волны средней длины, но поглощать короткие и свет в видимом спектре. Два этих процесса идут параллельно – тепло из здания уходит в космос, тепло от Солнца поглощается зеркалом.
Поглощенное тепло не растрачивается бесполезно, а передается для нагрева жидкого теплоносителя – воды. В ходе экспериментов удалось разогреть ее до 60 ℃, что весьма удобно для применения в быту. Что касается охлаждения, то температура внутри испытательной установки понижалась на 12 ℃ днем и на 14 ℃ ночью. И все это без использования каких-либо механизмов и затрат энергии.
