ЭкоТехника в Facebook Экотехника в Telegram ЭкоТехника в Twitter



Ученые Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли разработали кровельное покрытие, которое может сохранять в здании тепло или прохладу, в зависимости от погоды. Когда требуется охладить помещения, материал будет отражать солнечный свет и тепло, вместе с тем эта функция будет автоматически отключаться зимой, сокращая потребление энергии на отопление.

Новая разработка представляет собой систему радиационного охлаждения, которая отбирает тепловое излучение (то есть тепло) от здания и направляет его в окружающее пространство. Поскольку атмосфера прозрачна для волн такой длины, тепло свободно уходит прямо в космос. Для этих же целей иногда используются отражающие поверхности, такие как супербелые краски, которые отражают солнечный свет и тепло, тем самым сохраняя прохладу внутри помещений.

И хотя подобные системы могут хорошо работать на охлаждение в летнее время года, они также способствуют прохладе зимой. Поэтому в своем исследовании инженеры создали покрытие, которое может автоматически переключаться на улавливание тепла с наступлением отопительного периода. Новый материал называется терморегулирующим радиационным покрытием (TARC).

Ключевым в предложенной технологии является необычное соединение – диоксид ванадия (VO2). В 2017 году ученые обнаружили странное свойство VO2: с достижением температуры 67 °C материал начинает проводить электричество, но не тепло, что не совсем стыкуется с законами классической физики.

Исследователи решили использовать эту особенность на практике. Идея состоит в том, что в теплое время года материал поглощает и отражает тепловое и инфракрасное излучение и, таким образом, удерживает его от попадания в здание. Но в прохладную погоду материал прозрачен для тепла, что позволяет ему проходить от Солнца прямо внутрь помещений.

Команда ученых протестировала устройство с использованием тонких пленок TARC размером 2 см2 и сравнила их с образцами коммерческих темных и белых кровельных материалов. Беспроводные устройства измеряли изменения инсоляции и температуры.

Читайте также: Тепловой насос справится с отоплением всего дома, даже в странах с холодным климатом

Образцы TARC тестируются в эксперименте на крыше

Выяснилось, что TARC оправдал ожидания. Согласно измерениям, материал отражал в среднем около 75% солнечного света, но когда температура окружающей среды превышала 30 °C, он излучал до 90% своего тепла в небо. Когда температура окружающей среди опускалась ниже 15 ° C, TARC выделял только 20 % тепла.

Используя собранные данные, ученые смоделировали круглогодичную работу TARC в 15 различных климатических зонах по всей континентальной части США, и подсчитали, что среднестатистическое американское домохозяйство может сэкономить до 10% своих счетов за электроэнергию с помощью нового кровельного покрытия.

Исследователи говорят, что TARC также может быть адаптирован для использования в качестве терморегулирующего материала для автомобилей, электроники, спутников и даже тканей для одежды. Теперь они планируют провести эксперименты с более крупными образцами TARC для проверки целесообразности его применения в роли полноценной кровли.

Читайте также:

Источник: lbl.gov


А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!



Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Смотрите еще интересные материалы:

Присоединяйтесь к нам!

 

Авторизоваться