ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

Publikoval: ejrick van newman
21. januára 2024

Približne polovica spotreby energie priemernej americkej budovy sa minie na vykurovanie a chladenie. To je veľa vynaložených peňazí, spálených fosílnych palív a záťaže na starnúcu energetickú infraštruktúru v čase vysokých teplôt.

Vedci teraz predstavili adaptívnu škridlu, ktorá pri nasadení na strechách dokáže znížiť účty za kúrenie v zime a za chladenie v lete bez potreby elektroniky.

„Prepína sa medzi vykurovaním a chladením v závislosti od teploty škridle,“ povedal Xiao, hlavný autor štúdie. „Cieľová teplota je asi 65 ° F – asi 18 ° C.“

Toto pasívne termoregulačné zariadenie s rozlohou približne 10,16 cm štvorcových je zmesou odborných znalostí spoločnosti Liao v oblasti tepelnej vedy a Hawkesovej práce v oblasti navrhovania mechanizmov – pohyblivého povrchu, ktorý môže meniť svoje tepelné vlastnosti v reakcii na rozsah teplôt. Nápad na tento projekt im prišiel počas dlhých ciest medzi Santa Barbarou a severnou Kaliforniou pred niekoľkými rokmi.

Až po Xiaoovej nápade použiť voskový motor dostala myšlienka adaptívnych strešných škridiel svoj konečný tvar. Na základe zmeny objemu vosku v reakcii na teploty, ktorým je vystavený, voskový motor vytvára tlak, ktorý pohybuje mechanickými časťami a premieňa tepelnú energiu na mechanickú energiu. Voskové motory sa bežne vyskytujú v rôznych spotrebičoch, ako sú umývačky riadu a práčky, ako aj v špecializovanejších aplikáciách, ako je napríklad letecký priemysel.

V prípade škridle môže voskový motor v závislosti od jej stavu tlačiť alebo zasúvať piesty, ktoré zatvárajú alebo otvárajú žalúzie na povrchu škridle. Takže pri nižších teplotách, keď je vosk pevný, sú žalúzie zatvorené a ležia ploché, čím sa odhaľuje povrch, ktorý absorbuje slnečné svetlo a minimalizuje rozptyl tepla žiarením.

Ale akonáhle teploty dosiahnu okolo 18°C, vosk sa začne topiť a expandovať, čím sa lamely otvoria a odkryje sa povrch, ktorý odráža slnečné svetlo a vyžaruje teplo.

Okrem toho vosk počas procesu tavenia alebo mrazenia absorbuje alebo uvoľňuje veľké množstvo tepla, čím ďalej stabilizuje teplotu škridle a budovy.

„Takže máme veľmi predvídateľné spínacie správanie, ktoré funguje vo veľmi úzkom pásme,“ vysvetlil Xiao.

Podľa článku výskumníkov testovanie preukázalo 3,1-násobné zníženie spotreby energie na chladenie a 2,6-násobné zníženie spotreby energie v porovnaní so zariadeniami pokrytými konvenčnými reflexnými alebo absorpčnými vrstvami. Vďaka voskovému motoru nie je na prevádzku zariadenia potrebná žiadna elektronika, batérie ani externé zdroje energie a na rozdiel od iných podobných technológií reaguje v rámci niekoľkých stupňov svojho cieľového rozsahu. Jednoduchosť jeho dizajnu sa navyše hodí na prispôsobenie – možno použiť rôzne tepelné povlaky a rôzne typy vosku, aby zariadenie mohlo pracovať v požadovaných teplotných rozsahoch a zároveň sa mohlo použiť na hromadnú výrobu.

„Zariadenie je stále len konceptom, ale dúfame, že povedie k novým technológiám, ktoré by jedného dňa mohli mať pozitívny vplyv na spotrebu energie v budovách,“ povedal Hawkes.

Zdroj: www.nanowerk.com

 ŠKRIDLA, KTORÁ ZNÍŽI NÁKLADY NA VYKUROVANIE AJ CHLADENIE

PREČÍTAJTE SI AJ

Prelomové objavy v kvantovej výpočtovej technike grafénu

Prelomové objavy v kvantovej výpočtovej technike grafénu

Je to materiál oslavovaný ako transformačný prielom vo svete technológií – a jeho potenciál je prakticky neobmedzený. Grafén, hrubý len jeden atóm, no napriek tomu neuveriteľne silný a vodivý, bol označený ako zásadný prvok pre nespočetné množstvo priemyselných...

Multimodálne e-textílie na báze grafénu

Multimodálne e-textílie na báze grafénu

Prvýkrát v histórii spoločný výskumný tím z Kórejského inštitútu strojov a materiálov (KIMM) a Kórejského pokročilého inštitútu vedy a techniky (KAIST) vyvinul prispôsobené elektronické textílie s použitím grafénu. Prelomovú technológiu viedol hlavný výskumník...

Nanotechnológia v boji proti zmene klímy: stavebné materiály

Nanotechnológia v boji proti zmene klímy: stavebné materiály

Stavebné materiály – ako je betón, cement a asfalt – sú jedny z najpoužívanejších materiálov na svete a sú hlavnými prispievateľmi k emisiám uhlíka. A ich používanie sa v budúcnosti nezníži, pretože ľudia musia vytvárať nové budovy a cesty tvárou v tvár neustále...

Kľúč k inteligentnejšej filtrácii a udržateľnej energii

Kľúč k inteligentnejšej filtrácii a udržateľnej energii

Kľúč k inteligentnejšej filtrácii a udržateľnej energii Prevratný výskum odhalil mimoriadny jav, pri ktorom sa voda môže priamo zapájať do elektrónov grafénu, pozoruhodnej mriežky atómov uhlíka usporiadaných do voštinovej štruktúry. Tento podmanivý objav kvantového...

Magnetický materiál čistí mikroplasty z vody

Magnetický materiál čistí mikroplasty z vody

Výskumníci z univerzity RMIT našli inovatívny spôsob, ako rýchlo odstrániť nebezpečné mikroplasty z vody pomocou magnetov. Vedúca výskumu profesorka Nicky Eshtiaghi uviedla, že existujúcim metódam môže trvať niekoľko dní odstránenie mikroplastov z vody, zatiaľ čo ich...

Inovatívna ťažba zlata vďaka nanočasticiam

Inovatívna ťažba zlata vďaka nanočasticiam

Zlato, najžiadanejší ušľachtilý kov, fascinuje ľudstvo po stáročia. Nedávny prelomový výskum spôsobil revolúciu v našom chápaní transportu a akumulácie zlata odhalením jedinečnej schopnosti nanočastíc zlata taviť sa a vytvárať nanomateliny zlata pri nižších teplotách....

Nové solárne články inšpirované očami hmyzu

Nové solárne články inšpirované očami hmyzu

Zbalenie malých solárnych článkov, ako sú mikrošošovky v zloženom oku hmyzu, by mohlo pripraviť cestu k novej generácii pokročilej fotovoltaiky, tvrdia vedci zo Stanfordskej univerzity. "Perovskity sú sľubné, lacné materiály, ktoré premieňajú slnečné svetlo na...

Čistejší vzduch v tuneloch vďaka betónu

Čistejší vzduch v tuneloch vďaka betónu

Kvalita vzduchu v podzemných cestných tuneloch býva horšia ako v iných cestných prostrediach v dôsledku zlej cirkulácie vzduchu. Na vyriešenie tohto problému vyvinuli výskumníci z Kórejského inštitútu stavebného inžinierstva a stavebných technológií (KICT)...

Živé a dýchajúce budovy vďaka termitom

Živé a dýchajúce budovy vďaka termitom

Spomedzi približne 2 000 známych druhov termitov sú niektorí inžinieri ekosystémov. Kopce postavené niektorými rodmi, napríklad Amitermes, Macrotermes, Nasutitermes a Odontotermes, dosahujú výšku až osem metrov, čo z nich robí jedny z najväčších biologických štruktúr...

Používanie AI na nájdenie vzácnych minerálov

Používanie AI na nájdenie vzácnych minerálov

Model strojového učenia dokáže predpovedať umiestnenie minerálov na Zemi – a potenciálne aj na iných planétach – využitím vzorov v minerálnych asociáciách. Veda a priemysel hľadajú ložiská nerastov, aby lepšie porozumeli histórii našej planéty a ťažili ich pre...

Udržateľné batérie pre budúcnosť

Udržateľné batérie pre budúcnosť

Batérie sú nevyhnutné pre globálne úsilie o zníženie spotreby fosílnych palív. Výzvy však pretrvávajú: ich výroba si vyžaduje veľa energie, použité materiály sú vzácne a batérie sa ťažko recyklujú. Niekoľko výskumných skupín na Inštitúte vedy a techniky v Rakúsku...

Zachytávanie uhlíka z atmosféry je možné

Zachytávanie uhlíka z atmosféry je možné

Technológie priameho zachytávania vzduchu (DAC) ponúkajú nové príležitosti na priblíženie sa k našim cieľom v oblasti zmierňovania zmeny klímy. Máme však pred sebou ešte dlhú cestu, kým bude možné plne zaviesť DAC ako zmierňujúce opatrenie. Medzivládny panel OSN pre...

Umelá inteligencia proti znečisteniu ovzdušia

Umelá inteligencia proti znečisteniu ovzdušia

99% svetovej populácie dýcha vzduch, ktorý prekračuje limity odporúčané Svetovou zdravotníckou organizáciou (WHO). Tento scenár sa zhoršuje v mestských oblastiach, kde je sústredených viac ako 50 % svetovej populácie. Na zmiernenie problému znečistenia ovzdušia, ktoré...

Nové organické solárne články budúcnosti

Nové organické solárne články budúcnosti

Vzhľadom na nedávne zlepšenia v účinnosti, s akou dokážu solárne články vyrobené z organických (uhlíkových) polovodičov premieňať slnečné svetlo na elektrinu, sa zlepšenie dlhodobej stability týchto fotovoltaických zariadení stáva čoraz dôležitejšou témou. Reálne...

Vývoj najmenšieho ozubeného kolesa na svete

Vývoj najmenšieho ozubeného kolesa na svete

Stále menšie a zložitejšie – bez miniaturizácie by sme dnes nemali komponenty, ktoré sú potrebné pre vysokovýkonné notebooky, kompaktné smartfóny alebo endoskopy s vysokým rozlíšením. V súčasnosti prebieha výskum v nanoúrovni na spínačoch, rotoroch alebo motoroch,...

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov

Pridaj komentár