Адаптивная плитка с воском способна радикально сократить потребление энергии на обогрев и охлаждение

Автор: Елена
21.12.2023, 14:26

Используя «восковый двигатель», управляемый температурой, исследователи создали адаптивную систему черепицы, которая помогает поддерживать в комнате комфортную температуру 18 °C. Он обеспечивает необычайное снижение энергопотребления на охлаждение в 3,1 раза и на обогрев в 2,6 раза.

Это устройство – совокупность идей профессоров машиностроения Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, и его очень легко понять. По сути, это жалюзи на крыше. В закрытом состоянии они выглядят как плоская алюминиевая поверхность с черным хромированным покрытием, обладающая высокими теплоизолирующими свойствами.

Под жалюзи расположен второй слой с поверхностью, покрытой белым материалом из сульфата бария, который благодаря свойствам радиационного охлаждения, помогает отводить тепло из пространства.

Но самое интересное здесь – это восковой моторчик, который открывает и закрывает верхние жалюзи. Ученые выбрали воск с подходящей температурой плавления 18,2 °C и разработали систему, в которой расплавленный на солнце воск приводит в движение поршни, которые в свою очередь открывают жалюзи, а при охлаждении воск затвердевает, и поршни тянут жалюзи обратно, закрывая их. Восковые двигатели находятся под крышей, поэтому они реагируют на температуру в помещении.

По словам ученых, жалюзи полностью открываются и закрываются в диапазоне менее 3 °C, поэтому они довольно быстро реагируют на нагрев и охлаждение воздуха под крышей. Команда протестировала адаптивную плитку в двух условиях статического контроля – в одном случае использовалась черная хромированная алюминиевая поверхность, а в другом – белая краска на основе сульфата бария. Было обнаружено, что в ночное время потери тепла сокращаются в 2,6 раза, а в дневную жару белая плитка снизила нагрев как минимум в 3,1 раза.

Сами по себе восковые двигатели не новы – они обычно используются в посудомоечных и стиральных машинах, а также в аэрокосмической отрасли. Но использование восковых двигателей для управления такой системой контроля температуры является новым подходом, имеющим явный потенциал в пассивном отоплении и охлаждении зданий.

По мнению ученых, сам воск можно выбирать с учетом конкретных целей, а различные термические покрытия могут сделать систему более актуальной в зависимости от того, где она будет производиться и использоваться.

ucsantabarbara

Фотоматериал: newatlas.com