211service.com
Hvordan høyteknologiske speil kan sende varme ut i verdensrommet
Leah Fest
I den lille bakre suiten til en lett industribygning nær flyplassen i San Francisco, ser Eli Goldstein over et sett med sølvpaneler som er vippet på metallreoler. Panelene ser ut som enkle speil, men mens Goldstein går rundt dem, peker han ut den svarte vannpumpen langs venstre kant, kobberrørene som går under overflaten, og metallboksen i bunnen.
Det selskapet hans, SkyCool Systems, har bygget, er en kjøleteknologi som kan fungere som en kondensator - en standardkomponent i ethvert kommersielt luftkondisjonerings- eller kjølesystem som senker temperaturen på innkommende kjølemedium, og konverterer det fra en damp til en væske. Men i stedet for å stole på elektriske vifter, som kondensatorer vanligvis gjør, er denne avhengig av avanserte materialer som kan trekke bort varme og slippe den ut i den øvre atmosfæren eller til og med ut i verdensrommet.
Denne historien var en del av januar 2018-utgaven vår
- Se resten av saken
- Abonnere
Goldstein og hans medgrunnlegger, Aaswath Raman, tror at Stanford-spinnout-panelene kan redusere kostnadene og energibehovet til klimaanlegg og kjøling betydelig. Det ville lette et av de største avløpene på det elektriske nettet, og en av de viktigste kildene til klimagassutslipp.
SkyCools arbeidsområde i Burlingame, California. Leah Fest
Alle gjenstander avgir varme i form av termisk stråling. Men luften rundt dem, hovedsakelig i form av vannmolekyler, absorberer og stråler tilbake en del av varmen. En del av utslippene i det mellom-infrarøde området kan imidlertid skli forbi disse forbindelsene, noe som gjør at overflater som sender ut stråling ved disse bølgelengdene, kan bli kjøligere enn luften rundt. Stanford-forskerne utviklet en tynn film som ble stilt inn for å utstråle infrarød varme i akkurat dette båndet. Det større fremskrittet var imidlertid å koble disse strålingsegenskapene med reflekterende, noe som gjorde at materialene kunne kaste tilbake nesten all varmen i sollys. Uten denne andre muligheten ville solen mer enn oppveie kjøleeffekten på dagtid.
Teamet demonstrerte nylig at panelene kunne kutte et kontorbyggs kjølestrømbehov med 21 prosent om sommeren.
Klimaanlegg og kjølesystemer produserer et varmt kjølemedium som et normalt biprodukt, men det må avkjøles og kondenseres før det sykler tilbake gjennom maskineriet. I SkyCools paneler begynner den prosessen med at kjølemediet renner gjennom et rør og inn i en varmeveksler, plassert på forsiden av panelene her.
En liten pumpe sirkulerer en blanding av vann og frostvæske gjennom panelsystemet og inn på den andre siden av varmeveksleren.
Varmen fra kjølemediet overføres til vannblandingen gjennom metallplater inne i varmeveksleren. Den oppvarmede væsken strømmer ut av varmeveksleren gjennom rør. Leah Fest
Taylor Steindel, SkyCools ledende mekaniske ingeniør, demonstrerer hvordan pumpen og rørene festes til systemet.
Leah Fest
SkyCool medgründer Aaswath Raman. Leah Fest
SkyCools paneler, dekket med en tynn, flerlags optisk film, trekker varme bort fra vannet når det strømmer gjennom rør og stråler det ut. De reflekterer også sollys for å holde seg kjølige. Her setter Steindel og Goldstein opp panelene ute mens Raman ser på. Leah Fest
Det avkjølte vannet strømmer tilbake til varmeveksleren gjennom røret som er synlig her til høyre på panelet. Den fortsetter å strømme gjennom rørene og absorberer og sprer varme i en sløyfe. Separat strømmer det nå avkjølte kjølemediet tilbake til klimaanlegget eller kjølesystemet som det kom fra, etter å ha oppnådd den nødvendige varmeavvisningen. Leah Fest
En termisk iPhone-app og kameravedlegg viser kjøligheten til panelene og rørene (i lilla) i forhold til den svarte toppen (i oransje). Leah Fest