211service.com
De lucht kan het geheim van efficiënte airconditioning bevatten
Airconditioning is goed voor bijna 15 procent van al het energieverbruik door gebouwen in de Verenigde Staten. Een manier om dat te verminderen, is door warmte naar de ruimte te sturen, volgens Aaswath Raman .
Raman is de medeoprichter van een nieuw bedrijf genaamd SkyCool-systemen . De startup, voortgekomen uit Stanford University, is een van de vele groepen die een energie-efficiënte koelingsbenadering commercialiseren die gebruik maakt van de kou van de ruimte.
Het idee is om gebruik te maken van een natuurlijk fenomeen dat stralingskoeling wordt genoemd. Alle objecten zenden warmtestraling uit. Wanneer het naar de lucht wordt uitgezonden, wordt een deel ervan geabsorbeerd en gereflecteerd door de atmosfeer. Een ander deel, dat binnen een bepaald frequentiebereik valt, ontsnapt naar de hogere atmosfeer en de ruimte, waar de omstandigheden veel kouder zijn. Dit kan ertoe leiden dat het object dat die straling uitzendt, afkoelt tot onder de temperatuur van de omringende lucht.
SkyCool ontwikkelt een technologie die bedoeld is om dit fenomeen te benutten, gebaseerd op relatief recente ontwikkelingen in het vermogen om licht op nanoschaal te manipuleren. Ingenieurs weten al een tijdje dat stralingskoeling nuttig is om gebouwen 's nachts te koelen. Overdag werkt de zonnestraling echter het verkoelende effect tegen. Maar een paar jaar geleden bepaalden Raman en een collega van Stanford dat het inderdaad mogelijk moet zijn om overdag stralingskoeling te bereiken.
SkyCool's prototypes voor stralingskoeling.
In 2014 publiceerde de groep een paper in Natuur waarin ze aantoonden dat een apparaat dat was ontworpen om de optische eigenschappen van drie verschillende materialen te combineren, gerangschikt in een stapel van meerdere lagen, afkoelde tot bijna 5 ° C onder de omgevingstemperatuur. Dit bewees dat de koude duisternis van het heelal kan worden gebruikt als een hernieuwbare hulpbron, zelfs tijdens de heetste uren van de dag, schreven de onderzoekers.
In de afgelopen twee jaar zijn verschillende groepen begonnen met het nastreven van stralingskoeling overdag. Drie teams hebben onlangs financiering gekregen van ARPA-E om technologieën te ontwikkelen voor thermische energiecentrales, die momenteel enorme hoeveelheden water verbruiken.
Een conceptuele illustratie van een toekomstig daksysteem met de stralingskoelingstechnologie van SkyCool.
Raman zegt dat zijn bedrijf een reeks potentiële toepassingen onderzoekt, zowel in gebouwen als in vele soorten constructies die verder gaan dan wat we beschouwen als conventionele gebouwen, zowel in de ontwikkelingslanden als in de ontwikkelde wereld.
Een bestaand model voor de algemene benadering van SkyCool, zegt hij, is de vrij recente ontwikkeling en commercialisering van technieken voor het aanbrengen van optische coatings om ramen energiezuiniger te maken.
Raman zegt dat het bedrijf ook heeft aangetoond dat zijn prototypes de temperatuur van water aanzienlijk kunnen verlagen, wat betekent dat het mogelijk moet zijn om dit aan te sluiten op een breed scala aan koel- en koelsystemen die gekoeld water gebruiken om warmte uit de lucht te verwijderen. Voor typische gebouwen in Noord-Amerika, voegt hij eraan toe, wil je dit gebruiken in combinatie met een bestaand koel- of koelsysteem.
Srinivas Katipamula , een stafwetenschapper van het Pacific Northwest National Laboratory die geavanceerde verwarmings- en koelingsconcepten bestudeert, heeft onlangs een modellering studie met drie collega's van PNNL en ontdekten dat stralingskoeling overdag het energieverbruik van een middelgroot kantoorgebouw met 30 tot 50 procent kon verminderen. Cruciaal is echter dat het nog niet duidelijk is hoeveel de technologie gaat kosten, dus het is moeilijk in te schatten hoe lang het zou duren om de investering terug te betalen, zegt hij.