Himlen kan rumme hemmeligheden bag effektiv aircondition

Aircondition står for næsten 15 procent af al energiforbrug i bygninger i USA. En måde at skære det på er at sende varme til det ydre rum, iflg Aaswath Raman .

Raman er medstifter af et nyt firma kaldet SkyCool systemer . Startup'et, der stammer fra Stanford University, er en af ​​flere grupper, der kommercialiserer en energieffektiv afkølingstilgang, der udnytter rummets kulde.

Idéen er at udnytte et naturfænomen kaldet strålingskøling. Alle objekter udsender termisk stråling. Når det udsendes mod himlen, absorberes og reflekteres en del af det af atmosfæren. En anden del, som falder inden for et bestemt frekvensområde, slipper ud i den øvre atmosfære og det ydre rum, hvor forholdene er meget koldere. Dette kan få objektet, der udsender denne stråling, til at afkøle til under den omgivende lufts temperatur.

SkyCool udvikler en teknologi beregnet til at udnytte dette fænomen, baseret på relativt nylige fremskridt i evnen til at manipulere lys på nanoskala. Ingeniører har i et stykke tid vidst, at radiativ køling er nyttig til at køle bygninger om natten. I løbet af dagen modvirker solens stråling dog den kølende effekt. Men for et par år siden fastslog Raman og en kollega hos Stanford, at det faktisk skulle være muligt at opnå strålingskøling i løbet af dagen.

SkyCools prototyper for strålingskøling.

I 2014 udgav gruppen et papir i Natur hvor de viste, at en enhed designet til at kombinere de optiske egenskaber af tre forskellige materialer, arrangeret i stak af flere lag, afkøles til næsten 5 °C under den omgivende lufttemperatur. Dette beviste, at universets kolde mørke kan bruges som en vedvarende ressource, selv i de varmeste timer på dagen, skrev forskerne.

I løbet af de seneste to år er flere grupper begyndt at forfølge strålingskøling i dagtimerne. Tre hold fik for nylig midler fra ARPA-E til at udvikle teknologier til termiske kraftværker, som lige nu forbruger enorme mængder vand.

En konceptuel illustration af et fremtidigt tagsystem med SkyCools strålingskøleteknologi.

Raman siger, at hans virksomhed udforsker en række potentielle anvendelser i bygninger såvel som mange slags strukturer ud over, hvad vi tænker på som konventionelle bygninger – i såvel udviklingslandene som i den udviklede verden.

En eksisterende model for SkyCools generelle tilgang, siger han, er den ret nylige udvikling og kommercialisering af teknikker til påføring af optiske belægninger for at gøre vinduer mere energieffektive.

Raman siger, at virksomheden også har vist, at dens prototyper kan sænke vandtemperaturen markant, hvilket betyder, at det burde være muligt at tilslutte dette til en lang række køle- og kølesystemer, der bruger afkølet vand til at fjerne varme fra luften. For typiske bygninger i Nordamerika, tilføjer han, vil du gerne bruge dette i forbindelse med et eksisterende køle- eller kølesystem.

Srinivas Katipamula , en stabsforsker ved Pacific Northwest National Laboratory, der studerer avancerede opvarmnings- og kølekoncepter, gennemførte for nylig en modelleringsstudie med tre kolleger hos PNNL og fandt ud af, at strålingskøling i dagtimerne kunne reducere energiforbruget i en mellemstor kontorbygning med 30 til 50 procent. Det er dog afgørende, at det endnu ikke er klart, hvor meget teknologien vil koste, så det er svært at vide, hvor lang tid det vil tage at betale investeringen tilbage, siger han.

skjule