Тепловой насос на основе наночастиц

Нанотехнологии сделают наши города прохладнее

Тепловой насос на основе наночастиц в один прекрасный день может охладить здания, снизив нашу зависимость от энергоемких кондиционеров воздуха, рапортуют австралийские исследователи

oxlazhdenie.jpg .

Специалист по прикладной физике, профессор Джефф Смит и доктор Энгус Джентл из Технологического университета в Сиднее, сообщили о своих инновационных результатах в издании «Nano Letters».

  • В наши дни на нагревающейся из-за глобального потепления планете опора на энергоемкое кондиционирование воздуха становится растущей проблемой.

Делается жарче, а значит производится больше энергии, используемой при кондиционировании воздуха, и тем больше выделяется парниковых газов, – то есть пик использования электроэнергии энергии неспроста характерен для летнего времени.

  • Кондиционирование воздуха – основная проблема городов, которые на своих поверхностях удерживают огромные массы тепла, способствующие тому, что носит название «эффект городского острова тепла».

Смит и Джентл сообщают, что создали покрытие, которое может быть использовано в качестве эффективного теплового насоса, позволяющего снизить потребность в энергии, затрачиваемой на кондиционирование воздуха.

  • Новая технология основана на явлении, известном как «ночное охлаждение неба», при котором энергия, поглощаемая поверхностью в течение дня, выбрасывается обратно в атмосферу. В течение дня солнечное излучение поглощается поверхностями, которые из-за этого снова нагреваются.

Ночью поглощенное излучение испускается, но в целом, температура на Земле зависит от того, насколько это излучение на самом деле выходит за пределы атмосферы и уходит назад в космос.

  • Проблема в том, что почти все тепло, которое выделяется с поверхности Земли, ночью поглощается атмосферой и в действительности отражается обратно к поверхности Земли.

Teplovoj_nasos.jpg .

Некоторые атмосферные газы, в особенности СО2 и водяной пар, увеличивают поглощение тепла (возникает так называемый парниковый эффект), почему и возникает мировая обеспокоенность в связи с глобальным потеплением из-за антропогенного СО2.

Атмосферное «окно»

Изобретение Смита и Джентла основано на том обстоятельстве, что излучение определенных длин волн, испускаемого Землей, менее всего будут поглощаться атмосферой.

  • Именно эти излучения с длинами волн – между 7,9 и 13 мкм – вероятнее всего смогут преодолеть весь необходимый «путь» обратно в космос, нежели другие.

Смит и Джентл заметили, что смесь наночастиц карбида кремния и наночастиц диоксида (двуокиси) кремния испускает тепловое излучение именно в этом «корридоре» длин волн, и намерены воспользоваться таким атмосферным «окном».

Они создали поверхность, покрытую частицами 50-нанометровых размеров, которые могут «снижать» температуру, делая ее на 15 градусов ниже, чем имеет окружающая среда столицы Австралии.

  • Смит полагает, что покрытие их наночастицами может быть использовано для создания своего рода реверсивных солнечных коллекторов.

Воздух или вода будут течь в каналах под пластиной, покрытой смесью этих наночастиц.

  • Вместо того, чтобы поглощать излучение, установка будет испускать его, охлаждая воду или воздух, которые затем можно будет прокачивать по зданию для того, чтобы его охладить.

Так же, как и охлаждение зданий, новая технология может также применяться в качестве покрытия на холодильниках, особенно в удаленных районах.

«Мы, например, сумели нашим методом охладить шесть банок пива», рассказал Смит.

Новая технология в основном должна работать в ночное время, но, возможно, иногда и на теневой стороне любого здания, отмечает Смит.

  • Смит, который только что завершил большую книгу по экологичным нанотехнологиям, оговаривается, что он прекрасно осознает проблемы безопасности, связанные с наночастицами, и заявляет, что этот вопрос будет тщательно рассмотрен.

Дмитрий Алексеев

http://www.mk.ru/…hladnee.html



nikst аватар

Голь на выдумки хитра… Остроумное решение проблемы. Но понадобится провести ещё несало поиковых исследований с целью определения оптимального сочетания материалов, конструкций будущих тепловых насосов, прежде чем удастся разработать работающие прототипы таких устройств.

Тем не менее, желаем им успехов и новых достижений на этом пути!..