Испарение и радиационное охлаждение: энергия не требуется (но аэрогель должен стать дешевле)

28 сентября 2022 г. Дэвид Чендлер

Хорошо известно, что испарение и радиация — это два способа сохранить что-то прохладным.Дэвид Чендлер в Массачусетском технологическом институтеобъясняет, как исследователи там создали экспериментальнуюТрехслойная ячейка, которая сочетает в себе испарение и излучение с изолятором для обеспечения охлаждения, не требующего энергии. . Он может обеспечить около9°C охлаждения от температуры окружающей среды, что достаточно, чтобы обеспечить безопасное хранение продуктов питания примерно на 40% дольше в очень влажных условиях и может утроить безопасное время хранения в более сухих условиях. Приложения идеально подходят дляавтономные отдаленные регионымира, но и дляснятие нагрузки с существующего кондиционера . Основной задачей на будущее являетсявысокая стоимость изготовления слоя аэрогеля– материал, состоящий преимущественно из воздуха, заключенного в полостях губчатой ​​структуры из полиэтилена.

Поскольку мир становится теплее,прогнозируется, что использование энергоемких систем кондиционирования воздуха значительно увеличится, что создаст нагрузку на существующие электросети.иобход многих мест с небольшим количеством или отсутствием надежного электроснабжения . Теперь инновационная система, разработанная в Массачусетском технологическом институте, предлагает способ использовать пассивное охлаждение для сохранения продовольственных культур и дополнять традиционные кондиционеры в зданиях.нет необходимости в электроэнергии и лишь небольшая потребность в воде.

Система, котораясочетает в себе радиационное охлаждение, испарительное охлаждение и теплоизоляциювтонкий корпус, который может напоминать существующие солнечные панели, может обеспечить до примерноОхлаждение на 19 градусов по Фаренгейту (9,3 градуса Цельсия) от температуры окружающей среды Этого достаточно, чтобы обеспечить безопасное хранение продуктов питания примерно на 40 процентов дольше в очень влажных условиях. Это может утроить безопасное время хранения в более сухих условиях.

О результатах сообщается сегодня в журнале.Отчеты о клетках Физические науки, в статье постдока Массачусетского технологического институтаЧжэнмао Лу, Арни Лерой, профессора Джеффри Гроссман и Эвелин Ван и еще двое. Хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы снизить стоимость одного ключевого компонента системы, исследователи говорят, что в конечном итоге такая система может сыграть значительную роль вудовлетворение потребностей в охлаждении во многих частях мира, где нехватка электричества или воды ограничивает использование традиционных систем охлаждения..

Система умело сочетает в себе предыдущие автономные конструкции охлаждения, каждая из которых обеспечивает ограниченную мощность охлаждения, чтобы в целом обеспечить значительно большее охлаждение — достаточное дляпомочь сократить потери продовольствия из-за порчи в тех частях мира, которые уже страдают от ограниченных запасов продовольствия . Признавая этот потенциал, исследовательская группа получила частичную поддержку со стороны Массачусетского технологического института.Лаборатория водных и пищевых систем Абдула Латифа Джамиля.

«Эта технология сочетает в себе некоторые хорошие особенности предыдущих технологий, таких как испарительное и радиационное охлаждение», — говорит Лу. Используя эту комбинацию, говорит он, «мы показываем, что можно добиться значительного продления срока службы продуктов питания,даже в местах с высокой влажностью», что ограничивает возможности традиционных систем испарительного или радиационного охлаждения..

В местах, где в зданиях уже имеются системы кондиционирования воздуха, новую систему можно использовать для значительного снижения нагрузки на эти системы за счетотправка холодной воды в самую горячую часть системы — конденсатор . «Снижая температуру конденсатора, вы можете эффективно повысить эффективность кондиционера и тем самым потенциально сэкономить энергию», — говорит Лу.

По его словам, другие группы также используют технологии пассивного охлаждения, но «объединив эти функции синергетическим способом, мы теперь можем достичь высокой эффективности охлаждения даже в областях с высокой влажностью, где предыдущие технологии обычно не могут работать хорошо».