Стэнфорд использует открытый космос как совершенный теплообменник для бесплатного, неограниченного охлаждения

Стэнфорд использует открытый космос как совершенный теплообменник для бесплатного, неограниченного охлаждения

Ох, охлаждение. Забавно, что такая мелочь, как «сделать что-то холоднее», играет важную роль в современном обществе. От холодильников до радиаторов в автомобилях, от кондиционеров до кулеров в вашем ПК, системы охлаждения - большое дело!

Самое маленькое нововведение, повышающее продуктивность, может спасти миллионы долларов или гривен за электричество, значительно ускорить компьютеры и обезопасить технику. Исследователи из Стэнфорда хвастают, что создали пассивную радиаторную систему, которая работает, излучая тепло непосредственно в космос; не в окружающую городскую среду или атмосферу, где тепло все равно будет нас преследовать, а в сверх холодный космос!

Будь то кондиционер, или вентилятор в компьютере, охлаждение всегда сводится к одному: перенести тепло из одного места в другое. Согласно первому закону термодинамики (закон сохранения энергии), это все, что мы можем сделать. В случае с кондиционером, вы забираете тепло из своего дома, и "сливаете" его на улицу. Вам-то внутри, конечно, хорошо, а вот на улице - не очень. Ваш холодильник и ПК делают то же самое, но в меньших масштабах. Попробуйте на досуге проверить, какая температура у вас за холодильником. Более того, не забывайте, что эти системы потребляют электричество (чем производят еще больше тепла), чтобы передвигать нежеланное тепло.

Честно говоря, дела наши скверны, но это, пока что, единственное решение.

Однако, несколько ученых из университета Стэнфорд подошли к охлаждению довольно остроумно. Для начала, их новое устройство (картинка сверху) - пассивно: если вы его нагреете, оно само будет излучать термальную энергию. Само по себе - ничего особенного, но оно не понизит вам температуру в помещении, так что кондиционер из него никакой, как и холодильник, или еще какой охлаждающий прибор. Чтобы разобраться с этой незадачей, стэнфордская новинка излучает тепло прямиком в открытый космос, где температура близка к абсолютному нулю (-270С), и оно больше никогда не навредит нашей среде. Теоретически, этот новый пассивный радиатор сможет выбрасывать тепло в космос, пока вся вселенная не будет той же температуры, что и поверхность Земли. Но я что-то сомневаюсь, что человечество доживет до того момента.

Стэнфорд использует открытый космос как совершенный теплообменник для бесплатного, неограниченного охлаждения

Фотография фотонного радиационного кулера Стэнфорда. Желтым цветом показан отраженный солнечный свет, красным - выброшенная в космос термальная энергия, а синим - охлажденное здание.

Так как же стэнфордское устройство (официально - "фотонный радиационный кулер") излучает тепло в открытый космос? Радиатор состоит из семи слоев диоксида кремния и оксида гафния, нанесенных на отражающий слой серебра, который настроен на поглощение энергии, и дальнейшее ее излучение на очень специфической ИК частоте (между 8μm и 13μm).

 По словам исследователей, атмосфера Земли "прозрачна" для волн, длиной 8-13 микрометров, потому радиация спокойно проходит, несмотря на облака, двуокись углерода, или что-либо сдерживающее температуру в пределах атмосферы.

Все же, некоторые проблемы остаются. Во-первых, так как это пассивный кулер, он все еще довольно ограничен в охлаждающих способностях - всего до 5С ниже температуры окружающей среды, в данном случае. Во-вторых, фотонный радиационный кулер должен иметь доступ к космосу, так что он должен быть на крыше. Из этого вытекает, что: 1) все еще надо выводить избыток тепла в доме/офисе/школе на крышу (не так уж и плохо); 2) радиатор обладает исключительной отражающей способностью, что может быть катастрофическим для птиц и самолетов. С положительной стороны стоит заметить, что эти фотонные радиационные кулеры очень просты в изготовлении, любая старая панель с солнечной станции может подойти, как по мне.

Сам по себе, стэнфордский кулер, вероятно, не превратит ваш офис или дом в Арктику (особенно если вы живете в Африке), но он может немного охладить помещение. Это, все же, лучше, чем солнечная батарея на крыше, которая питает кондиционер. Кроме того, даже если изобретение Стэнфорда не реализуется для ширпотреба, огромный плюс в том, что их открытие изменило наше мировоззрение. Если наши исследователи смогут найти способ сбрасывать тепло, газы, и прочие ненужные вещи в космос, жизнь на Земле станет более устойчивой. По крайней мере, этот кулер вычеркнет миллиарды долларов из годовых чеков за охлаждение.

via

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top