Интелигентното покривно покритие отразява топлината през лятото и я улавя през зимата

Сподели

Инженерите на Berkeley Lab са разработили покривно покритие, което може да поддържа сградата по-топла или по-хладна, в зависимост от времето. Когато е топло, материалът ще отразява слънчевата светлина и топлината, но това радиационно охлаждане автоматично се изключва през зимата, намалявайки потреблението на енергия както за отопление, така и за охлаждане.

Системите за радиационно охлаждане работят, като изтеглят топлинна радиация (т.е. топлина) от сграда, след което я излъчват към небето. Тъй като атмосферата е прозрачна за тези дължини на вълната, топлината излиза направо в космоса. Други версии използват отразяващи повърхности като супербели бои, за да отблъскват слънчевата светлина и топлината, като поддържат сградата по-хладна.

Но докато тези системи могат да работят добре, за да поддържат къщата ви хладна през лятото, те също я поддържат по-хладна през зимата. Така че за новото проучване екипът разработи покритие, което може автоматично да премине към улавяне на топлина вместо това, когато живакът падне. Те наричат ​​материала термо-адаптивно радиационно покритие (TARC).

Ключът към технологията е странно съединение, наречено ванадиев диоксид (VO2). През 2017 г. екипът открива необичайно свойство на VO2 – когато достигне 67 °C (153 °F), материалът ще провежда електричество, но не и топлина, в очевидно нарушение на известната физика.

Сега екипът приложи тази странност. Идеята е, че когато времето се затопли, материалът абсорбира и излъчва термична инфрачервена светлина и така го държи далеч от сградата. Но когато времето е хладно, материалът е прозрачен за топлина, което му позволява да премине направо от Слънцето към сградата.

Екипът тества устройството с помощта на 2 см2 (0,8 инча2) тънкослойни петна от TARC и ги сравни с проби от търговски тъмни и бели покривни материали. Безжичните устройства измерват промените в пряката слънчева светлина и температурата.

TARC пробите са тествани в експеримент на покрива

Джунцяо Ву

И разбира се, TARC работи изненадващо добре. Според измерванията, TARC отразява около 75 процента от слънчевата светлина, независимо от времето, но когато температурата на околната среда е над 30 °C (86 °F), той излъчва до 90 процента от топлината си към небето. Когато времето се охлади до под 15 °C (59 °F), TARC излъчва само 20 процента от топлината си.

Използвайки събраните данни, екипът симулира как TARC ще работи целогодишно в 15 различни климатични зони в континенталната част на САЩ и изчисли, че средното домакинство в САЩ може да спести до 10 процента от сметката си за електроенергия, използвайки TARC.

Изследователите казват, че TARC може да бъде адаптиран и като материал за регулиране на температурата за автомобили, електроника, сателити и дори тъкани за палатки или дрехи. Интересното е, че независим екип току-що обяви a подобно покритие за стъкло и прозорци, използвайки наночастици от ванадиев диоксид като една от активните си съставки.

След това екипът планира да проведе експерименти, използвайки по-големи прототипи TARC, за да тества колко практично може да бъде като покривно покритие.

Изследването е публикувано в списанието наука.

Източник: лаборатория Бъркли

.

Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели