211service.com
Himlen kan hålla hemligheten bakom effektiv luftkonditionering
Luftkonditionering står för nästan 15 procent av all energianvändning av byggnader i USA. Ett sätt att skära det är att skicka värme till yttre rymden, enl Aaswath Raman .
Raman är medgrundare av ett nytt företag som heter SkyCool Systems . Startupen, som kommer från Stanford University, är en av flera grupper som kommersialiserar en energieffektiv kylningsmetod som drar fördel av kylan i rymden.
Tanken är att utnyttja ett naturfenomen som kallas strålningskylning. Alla föremål avger termisk strålning. När det sänds ut mot himlen absorberas en del av det och reflekteras av atmosfären. En annan del, som faller inom ett visst frekvensområde, flyr ut i den övre atmosfären och yttre rymden, där förhållandena är mycket kallare. Detta kan göra att föremålet som avger denna strålning svalnar till under den omgivande luftens temperatur.
SkyCool utvecklar en teknik som är avsedd att utnyttja detta fenomen, baserat på relativt nya framsteg i förmågan att manipulera ljus i nanoskala. Ingenjörer har känt till ett tag att radiativ kylning är användbar för att kyla byggnader på natten. Under dagen motverkar dock solens strålning den kylande effekten. Men för några år sedan bestämde Raman och en kollega på Stanford att det faktiskt borde vara möjligt att uppnå strålningskylning under dagen.
SkyCools prototyper för strålningskylning.
2014 publicerade gruppen en artikel i Natur där de visade att en anordning utformad för att kombinera de optiska egenskaperna hos tre olika material, arrangerade i stapel av flera lager, kyldes till nästan 5 °C under den omgivande lufttemperaturen. Detta bevisade att universums kalla mörker kan användas som en förnybar resurs, även under dygnets varmaste timmar, skrev forskarna.
Under de senaste två åren har flera fler grupper börjat ägna sig åt strålningskylning under dagtid. Tre team fick nyligen finansiering från ARPA-E för att utveckla teknologier för värmekraftverk, som just nu förbrukar enorma mängder vatten.
En konceptuell illustration av ett framtida taksystem med SkyCools radiativa kylningsteknik.
Raman säger att hans företag undersöker en rad potentiella tillämpningar, i såväl byggnader som många typer av strukturer utöver vad vi tänker på som konventionella byggnader – såväl i utvecklingsvärlden som i den utvecklade världen.
En befintlig modell för SkyCools allmänna tillvägagångssätt, säger han, är den ganska nyliga utvecklingen och kommersialiseringen av tekniker för att applicera optiska beläggningar för att göra fönster mer energieffektiva.
Raman säger att företaget också har visat att dess prototyper avsevärt kan sänka temperaturen på vattnet, vilket innebär att det borde vara möjligt att koppla in detta till ett brett utbud av kyl- och kylsystem som använder kylt vatten för att ta bort värme från luften. För typiska byggnader i Nordamerika, tillägger han, kommer du att vilja använda detta i samband med ett befintligt kyl- eller kylsystem.
Srinivas Katipamula , en forskare vid Pacific Northwest National Laboratory som studerar avancerade uppvärmnings- och kylningskoncept, genomförde nyligen en modellstudie med tre kollegor på PNNL och fann att strålningskylning dagtid kunde minska energiförbrukningen i en medelstor kontorsbyggnad med 30 till 50 procent. Avgörande är dock att det ännu inte är klart hur mycket tekniken kommer att kosta, så det är svårt att veta hur lång tid det skulle ta att betala tillbaka investeringen, säger han.