Los ingenieros de la Universidad de Colorado Boulder y la Universidad de Wyoming han ampliado con éxito un innovador sistema de refrigeración por agua capaz de proporcionar refrigeración radiactiva continua de día y de noche para las estructuras. El avance podría aumentar la eficiencia de las plantas de generación de energía en verano y conducir acontrol de temperatura más eficiente y respetuoso con el medio ambiente para hogares, empresas, servicios públicos e industrias.
La nueva investigación demuestra cómo el metamaterial de enfriamiento radiactivo orgánico-inorgánico híbrido de bajo costo, que se estrenó en 2017, se puede escalar en una matriz de aproximadamente 140 pies cuadrados, lo suficientemente pequeña como para caber en la mayoría de los tejados, y actuar comoun tipo de aire acondicionado natural con casi ningún consumo de electricidad.
"Podría colocar estos paneles en el techo de una casa unifamiliar y satisfacer sus requisitos de refrigeración", dijo Dongliang Zhao, autor principal del estudio e investigador postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Mecánica de CU Boulder.
Los hallazgos se describen hoy en la revista julio y aproveche los principios de enfriamiento radiativo natural.
"A medida que la temperatura de la Tierra se calienta debido al calor absorbido por la luz solar durante el día, continuamente emite luz infrarroja al universo frío", dijo el profesor Ronggui Yang de Ingeniería Mecánica y autor principal del estudio ".noche, la Tierra se enfría debido a la emisión sin la luz del sol "
El material en forma de película de los investigadores refleja la entrada de casi toda la luz solar y al mismo tiempo permite que el calor almacenado de un objeto escape tanto como sea posible, manteniéndolo más fresco que el aire ambiente incluso al sol del mediodía.
"El material, que ahora podemos producir a bajo costo utilizando las técnicas actuales de fabricación de rollo a rollo, ofrece ventajas significativas", dijo el profesor asociado Xiaobo Yin de Ingeniería Mecánica y el Programa de Ciencia e Ingeniería de Materiales de CU Boulder.
"Ahora podemos aplicar estos materiales en la construcción de tejados e incluso construir sistemas de enfriamiento de agua a gran escala como este con ventajas significativas sobre los sistemas de aire acondicionado convencionales, que requieren altas cantidades de electricidad para funcionar", dijo el profesor asociado GangTan del Departamento de Ingeniería Civil y Arquitectónica de la Universidad de Wyoming.
Los investigadores probaron su sistema al aire libre en una variedad de condiciones climáticas, incluyendo viento, precipitación y humedad. En experimentos realizados en agosto y septiembre de 2017, su módulo patentado RadiCold mantuvo un recipiente de agua cubierto por el metamaterial 20 grados Fahrenheit más fresco que elaire ambiente entre las 12:30 p.m. y las 3 p.m., la luz solar más intensa del día en verano.
Los investigadores también introdujeron un elemento de programación dinámica en su tecnología, anticipando que estructuras como las oficinas pueden tener una demanda de refrigeración limitada o nula por la noche. Sin embargo, en un sistema integrado en el edificio, se podría agregar una unidad de almacenamiento en frío para capturar elfrío a través del fluido de transferencia de calor, como el agua en este sistema, y permite que se recupere durante el día siguiente para reducir la tensión de enfriamiento durante los períodos de demanda máxima.
"Hemos construido un módulo que funciona en situaciones prácticas del mundo real", dijo Yang. "Nos hemos movido bastante lejos y rápido de un nivel de materiales a un nivel de sistema".
El módulo RadiCold podría convertirse en una solución viable para el enfriamiento suplementario para hogares unifamiliares, negocios, plantas de energía, servicios municipales e instalaciones de centros de datos, entre otras aplicaciones potenciales, dijo Yang.
Los coautores adicionales del estudio incluyen a los estudiantes graduados de CU Boulder, Ablimit Aili y Yao Zhai, así como a los estudiantes de pregrado Jiatao Lu y Dillon Kidd de Ingeniería Mecánica. Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Energía de EE. UU. - Energía ARPA-E proporcionó fondos para la investigación. La tecnología ha sido autorizada por Radi-Cool Inc.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Colorado en Boulder . Original escrito por Trent Knoss. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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