Изследователи от Университета на Нотр Дам разработват покритие за прозорци, което охлажда пространството независимо от ъгъла на слънцето.
Ако нежеланата топлина, идваща през прозореца, затруднява вашето ежедневие, на пазара има редица продукти, които могат да ви помогнат. Въпреки това, ново покритие за прозорци, представено в скорошно проучване, се фокусира върху важността на ъгъла.
Знаем, че прозорците най-често имат вертикално разположение. Но защо ъгълът между слънчевата светлина и прозореца е важен?
Тъй като ъгълът между пряката слънчева светлина и нормалния вектор на прозореца варира, например около обяд, когато температурата е висока, ъгълът на слънцето, падащо върху вертикалните прозорци, е голям. Както отбелязват учените в проучването, съществуващите филтри са проектирани предимно като се има предвид само нормално падащата слънчева светлина.
„Нашето покритие поддържа функционалност и ефективност, независимо от позицията на слънцето в небето“, казва Тенгфей Луо, авторът, в изявление.
Как са направили това ново покритие на прозорците?
Те създават прозрачно покритие за прозорец, като подреждат ултратънки слоеве от силициев диоксид, алуминиев оксид и титанов оксид върху стъклена основа.
За да подобрят мощността на охлаждане, чрез отразяване на топлинното излъчване, те добавят микроскопично тънък силициев полимер. Силициевите полимери пренасят топлината далеч от източника и предотвратяват прегряване. Освен това са много гъвкави и издръжливи.
Предизвикателството е, че в множество възможни комбинации е необходимо допълнително подобряване на реда на слоевете. Основната причина е да се гарантира, че покритието работи за много ъгли на светлина. Според Луо, подходът проба-грешка не е практичен, предвид огромния брой възможни комбинации.
За да намерят идеалната комбинация, те използват квантово отгряване и потвърждават резултатите си експериментално. „Експериментално демонстрираме оптичните характеристики на фотонната структура и нейната способност да намалява повишаването на температурата в помещението, когато се комбинира със слой от топлинно излъчване“, отбелязват изследователите.
За целта те симулират консумацията на енергия в стандартен офис в различни градове. Резултатите в цифри показват, че новото покритие може да доведе до намаляване на температурата с 5,4°C–7,2°C. Когато става въпрос за годишно спестяване на енергия, това възлиза на ~97,5 MJ/m2.
Те също така правят теста с прозорци, разположени хоризонтално, които гледат към небето. Резултатите показват, че фотонната структура има страхотна охлаждаща производителност, което води до намаляване на температурата до 7,2°C.
Как и къде може да се използва?
„Подобно на поляризираните слънчеви очила, нашето покритие намалява интензитета на входящата светлина, но за разлика от слънчевите очила, нашето покритие остава ясно и ефективно дори когато го наклоните под различни ъгли“, казва Луо.
Покритието успешно може да блокира топлината, да пропуска светлина и също така не намалява видимостта. Това го прави изключително подходящо не само за прозорци на сгради, но и за автомобили.
„Освен това всички градове в Съединените щати и света, особено в държави с тропически климат, могат да се възползват от нашия енергоспестяващ прозорец“, заключават изследователите в документа.
Източник: InterestingEngineering
