麻省理工学院可以为离网提供制冷设备开发的位置
加热器

麻省理工学院的研究人员已经发明了一种新的方式提供冷却在炎热的晴天,使用便宜的材料和不需要化石fuel-generated权力。

高科技版本的阳伞


被动系统,这可以用来补充其他冷却系统来保存食品和药物热,离网位置,本质上是一个高科技的阳伞。

系统允许排放的热量在中红外的光可以直接穿过大气层,辐射到外层空间的冷,冲压穿过像温室气体。

为了防止加热在阳光直射,设备上方悬挂一块金属块太阳的直接照射。

新系统描述本周的《自然通讯的一篇论文中,研究科学家Bikram Bhatia,研究生Arny勒罗伊,机械工程教授和系主任伊芙琳,马林Soljačić物理教授,和麻省理工学院的六人。

在理论上,设计的系统可以提供多达20摄氏度的冷却(36华氏度)低于环境温度在波士顿这样的位置研究人员说。

热电冷却


到目前为止,在他们最初的概念验证测试,他们取得了冷却6 c(约11 f)。对于应用程序来说,它需要更多的冷却,其余的可以通过传统的制冷系统或热电冷却。

其他团体试图设计被动冷却系统,辐射热量的形式中红外波长的光,但是这些系统都是基于复杂工程光子可以昂贵的设备,而不是现成的广泛使用,研究人员说。

设备是复杂的,因为他们是为了反映所有波长的阳光几乎完全,只有在中红外辐射范围内,在大多数情况下。

结合选择性反射率和辐射率需要多层材料层的厚度控制在纳米精度。

用窄带钢阻挡阳光直射


但事实证明,类似的选择性可以通过简单地挡住了阳光直射窄条放置在合适的角度覆盖在天空中太阳的路径,不需要主动跟踪的装置。

然后,一个简单的装置由廉价的塑料薄膜,抛光铝,白色的油漆,和绝缘可以允许必要的排放的热量通过中红外辐射,这是最自然的对象如何冷静下来而阻止设备被阳光直接加热。

事实上,简单的辐射冷却系统已经使用自古以来实现夜间冷却;问题是,这样的系统没有工作在白天,因为阳光的热效应是至少10倍最大可行的冷却效果。

但是太阳的加热光线直线传播,很容易阻塞,我们的经验,例如,走到树的影子在炎热的一天。

使被动冷却更可行


通过遮阳设备基本上把雨伞,和补充,与设备绝缘保护它从周围空气温度,研究人员让被动冷却更加可行。

”我们建立了设置和户外实验一个麻省理工学院的屋顶,”巴蒂亚说。”这是通过使用非常简单的材料”显然表明了系统的有效性。

”这是一种看似简单,”王说。”通过一个单独的阴影和发射器到大气中,两个独立的组件,这些组件可以相对低成本的系统不需要一个特殊的发射和吸收选择性的能力。

”我们使用角度选择性允许挡住了阳光直射,随着我们继续发出的激光波长载热的天空。””

这个项目”启发我们重新思考“阴影”的用法,沈一尘说,一个研究分支,该论文的作者之一。

”在过去,人只考虑用它来减少加热。但是现在,我们知道如果使用阴影潇洒地加上一些支持性的光过滤,它可以被用来冷却对象,”他说。

该系统的一个限制因素是湿度大气中,勒罗伊说,这可以阻止一些红外发射在空中。

在波士顿,靠近大海和相对潮湿,这都限制了冷却的总量,可以实现,限制在20摄氏度左右。

但是在干燥环境中,如西南美国或世界各地的许多沙漠和干旱的环境,最大可以达到的冷却可以更大,他指出,可能高达40 C(72 F)。

用于制冷的应用


虽然大多数研究辐射冷却都集中在更大的系统,可能适用于冷却整个房间或建筑物,这种方法更多的本地化,王说:“这将是用于制冷的应用程序,如食品存储或疫苗。””

的确,保护疫苗和其他药物变质的热,热带条件一直是一个重大的挑战,这一技术可以将地址。

即使系统并不足以降低温度所需的所有方法的水平,”它至少可以减少负载”电制冷系统,提供最终的冷却,王说。

系统也可以用于一些集中的光伏系统中,镜子在哪里用于阳光关注太阳能电池以提高其效率。但这样的系统很容易过热,一般需要主动热管理和液体泵。

安装了中红外发射表面


相反,背后的集中系统可以安装中使用的中红外发射表面被动冷却系统,并能控制加热没有任何积极的干预。

当他们继续努力改善系统,最大的挑战是找到方法来提高设备的绝缘,防止它从周围的空气加热太多,虽然不是阻止其辐射热量的能力。

”主要的挑战是发现绝缘材料,将透红外线,”勒罗伊说。

团队已申请发明专利,希望它可以快速找到实际应用。

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麻省理工学院的研究人员已经发明了一种新的方式提供冷却在炎热的晴天,使用廉价的材料,不需要化石燃料发电。副电压无源系统的高科技版本,这可以用来补充其他冷却系统来保存食品和药物热,离网位置,是……