新型辐射冷却技术不消耗电力,可冷却建筑物还捕捉太阳能加热水
空调和其他冷却系统是我们最大的电力消耗者之一,空调排放的温室气体会导致全球变暖,因此,未来找到被动冷却建筑物的方法将非常重要。现在,布法罗大学的研究人员已经开发出了一种不消耗电力的新型辐射冷却技术,它不仅可以在不使用电力的情况下大幅降低建筑物的温度,还可以捕捉太阳能来加热水。
多年来,辐射冷却系统以多种形式被创造出来,它吸收房间或建筑物内部的热量,并以红外线向天空发射热量。在这些波长下,地球大气层对辐射是“不可见的”,这意味着没有什么能阻止热量直接排放到外太空的寒冷中。
这些设备使用的面板由可以吸收和释放热量的材料制成。确定这些热辐射板方向的合理方法是让一个面朝向天空,就像太阳能电池板一样,但新研究的团队表示,这不是最有效的方法。板子从两边都会发出热量,所以在这个位置上,部分热量会被放回地面。
所以在新设计中,布法罗的研究人员移动了热辐射器,这样就可以从两侧收集热量,并将其传输到空间。为此,他们将热辐射器垂直定位,放在一对呈V形排列的镜子之间。这些镜子就会将红外波反射到天空中。

由于中央热辐射器的两个表面的热辐射都被反射到天空中,因此该辐射器上的局部冷却功率密度增加了一倍,从而使温度降低幅度创下历史新高。
在实验中,该团队表明,在阳光直射的情况下,该装置能够将测试装置内部的温度降低12℃(22°F)以上,在模拟夜间测试中,该装置能够降低14℃(25°F)以上。
这些镜子也比听起来更先进。它们由10层薄薄的银和二氧化硅制成,在处理不同波长时具有选择性。它们反射来自发射器的中红外波,同时吸收来自太阳光的可见光和近红外波。这样可以防止太阳的温暖抵消冷却效果,从而提高效率。
作为一个额外的功能,镜子吸收的热量可以得到很好的利用–在这次测试中,该团队用它将水加热到60℃(140°F)。
大多数辐射冷却系统会散射太阳能,这限制了系统的冷却能力,即使有完美的光谱选择,环境温度为25 °C(77 °F)的冷却功率上限也是每平方米约160瓦。相比之下,那些系统顶部每平方米约1000瓦的太阳能被浪费掉了。
研究人员表示,该设备可以帮助降低制冷的成本和环境负担,而制冷仍然是能源的最大消耗之一。不过目前,重点将是把它扩大到屋顶大小–测试模型的面积只有70平方厘米(27.5英寸)。获取更多前沿科技 信息 请持续关注:https://byteclicks.com
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