Персоналізований пристрій, який використовує фізику радіаційного охолодження, працює, створюючи надзвичайно холодну поверхню, а не продуваючи повітря.
Китайська група дослідників опублікувала свої результати у Cell Reports Physical Science.
Холодильні кондиціонери працюють, продуваючи тепле повітря через охолоджувальні змійовики та далі в приміщення. (Змійовики охолоджуються рідким холодоагентом, який повторно охолоджується, прокачуючись через ряд камер зовні.)
Згідно зі звітом Міністерства сільського господарства, водних ресурсів та довкілля Австралії за 2021 рік, обладнання для кондиціонування повітря споживало 25% електроенергії, виробленої в Австралії у 2020 році, що становить 12% річних національних викидів парникових газів.
Оскільки вони засновані на продуванні повітря і найкраще працюють у герметичних приміщеннях, системи кондиціювання повітря у великих будинках також можуть сприяти поширенню вірусів та створювати шум.
Вчені припустили, що пристрої радіаційного охолодження — прилади, які охолоджують кімнату чи людину безпосередньо, без продування повітря — можуть бути більш енергоефективними та менш руйнівними.
Але їх важко зробити досить потужними й важко зупинити конденсацію води з атмосфери на поверхні цих охолоджувальних пристроїв (як це відбувається на склянці холодної води), що ще більше знижує їхню продуктивність.
Ця дослідницька група, що базується в Гонконзькому університеті науки й технологій та компанії з виробництва кондиціонерів у Гуандуні (Guangdong Midea Refrigeration Equipment Co.), розробила прототип пристрою променистого охолодження, який може розв'язати ці проблеми.
Їх пристрій використовує термоелектричний охолоджувальний модуль, який вони описують як «по суті, теплова помпа», підключений до 4 труб та вентилятора з одного боку та алюмінієвої панелі з іншого.
У той час як труби та вентилятор діють як радіатор, алюмінієва панель використовується для того, щоб зробити випромінювальну поверхню надзвичайно холодною.
Дослідники випробували свій пристрій на імітаторі людської шкіри та виявили, що він здатний охолодити імітатор на 7,3 °C.
Він також може заощадити до 50,4% енергії, яка зазвичай використовується для охолодження навколишнього середовища, залежно від різних умов, за яких дослідники його тестували.
"Слід зазначити, що наш пристрій може досягати як чистого променистого охолодження, так і нагріву, просто змінюючи напрямок струму", - зазначають дослідники у своїй статті.
«Однак у цьому дослідженні ми продемонстрували лише функцію охолодження, оскільки охолодження часто вважається найскладнішим процесом у системах променистого кондиціонування повітря через конденсацію повітря тощо».
Дослідники кажуть, що пристрій в ідеалі поєднуватиметься з осушувачем у вологому середовищі, оскільки він не може видаляти вологу з повітря.
Команда вважає, що більш досконалі термоелектричні пристрої можуть ще більше знизити вартість енергії, а інші матеріали, такі як аерогель, можуть бути кращими поверхнями, що охолоджують.
«Ми вважаємо, що наша робота може стимулювати більше дослідницьких зусиль у галузі чистого променистого охолодження», — пишуть вони.
«Ми також очікуємо, що наша робота може зробити революцію у проєктуванні систем кондиціювання повітря та персоналізованих систем терморегулювання».
