Hướng tới trung hòa cacbon: Làm mát bằng bức xạ vỏ bọc để giảm tiêu thụ năng lượng điều hòa không khí

Hướng tới trung hòa cacbon: Làm mát bằng bức xạ vỏ bọc để giảm tiêu thụ năng lượng điều hòa không khí

    Hướng tới trung hòa cacbon: Làm mát bằng bức xạ vỏ bọc để giảm tiêu thụ năng lượng điều hòa không khí

    Towards carbon neutralization: Enclosure radiative cooling for reducing air conditioning energy consumption

    Sơ đồ về sự trao đổi nhiệt giữa vỏ bọc được điều chỉnh nhiệt độ chủ động và không gian bên ngoài qua mái nhà. b Phổ lý tưởng cho bề mặt bên ngoài (màu đỏ) và bề mặt bên trong (màu xanh lam) của hệ thống ECRC (Làm mát bức xạ giữ màu tăng cường). c Upper: ảnh quang học của các vân được phủ bởi hai bề mặt. Thấp hơn: vỏ bọc mô phỏng với thiết bị. d Kết quả thí nghiệm: so sánh nhiệt độ phòng và tiêu thụ năng lượng giữa mái trần, mái chỉ có gương nóng và mái bằng ECRC. Tín dụng: Yining Zhu, Hao Luo, Chenying Yang, Bing Qin, Pintu Ghosh, Sandeep Kaur, Weidong Shen, Min Qiu, Pavel Belov và Qiang Li


    Quốc tế đồng thuận rằng việc đạt tới đỉnh phát thải carbon và tiếp theo là trung tính carbon được coi là những thách thức toàn cầu chính. Nghiên cứu cho thấy tiêu thụ năng lượng của tòa nhà chiếm hơn 35% tổng tiêu thụ năng lượng, trong đó hệ thống HVAC (sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí) chiếm 44%. Gần đây, làm mát bức xạ đã được nghiên cứu rộng rãi như một phương pháp làm mát thụ động, có thể làm giảm nhiệt độ mục tiêu một cách hiệu quả bằng cách tăng bức xạ nhiệt và hệ số phản xạ mặt trời của bề mặt vật thể.

    Trong một bài báo mới được xuất bản trên Light Science & Application, một nhóm các nhà khoa học, dẫn đầu bởi Giáo sư Qiang Li từ Đại học Chiết Giang và Giáo sư Min Qiu từ Đại học Westlake, Trung Quốc và các đồng nghiệp đã đề xuất một chiến lược quản lý nhiệt được thiết kế bằng quang tử kết hợp tăng cường hệ thống làm mát bức xạ bảo tồn màu sắc (ECRC) vào các vỏ được điều chỉnh nhiệt độ chủ động hiện có. Thông qua việc điều tiết năng lượng hiệu quả, tiết kiệm điện năng lên đến 63% cho mức tiêu thụ năng lượng.

    Hệ thống làm mát bức xạ duy trì màu sắc nâng cao được thiết kế dựa trên mô hình truyền nhiệt liên quan đến vỏ bọc, bộ làm mát tích cực và môi trường (khí quyển, không gian bên ngoài và mặt trời). Xem xét nhiều yếu tố, các tác giả đề xuất rằng bề mặt bên ngoài của tòa nhà nên đồng thời phản xạ năng lượng mặt trời và bức xạ năng lượng hồng ngoại, trong khi bề mặt bên trong cần ngăn bức xạ nhiệt xâm nhập vào không gian bên trong. Để kết hợp với các tòa nhà hiện có, các màng phủ phải có độ trong suốt cao.

    Các nhà nghiên cứu đã thiết kế và chế tạo thiết bị bằng cách sử dụng màng xếp SiO2 / TiO2 làm bề mặt bên ngoài và màng ITO-PET làm bề mặt bên trong. Thông qua tối ưu hóa quang tử, hiệu suất quang phổ được cải thiện hơn nữa gần với mức lý tưởng. Sau đó, một vỏ bọc mô phỏng được sử dụng để kiểm tra hiệu suất làm mát và hiệu quả tiết kiệm năng lượng của thiết bị. Kết quả cho thấy trong các tình huống tương tự, nhiệt độ trong nhà của vỏ bọc có thiết bị thấp hơn 9,6 ℃ so với nhiệt độ không có thiết bị. Hơn nữa, khi nhiệt độ trong nhà được cố định ở mức khoảng 26 ℃, mức tiêu thụ năng lượng của tủ có thiết bị giảm 63% so với khi không có thiết bị, điều này chứng tỏ khả năng tiết kiệm năng lượng vượt trội của thiết bị.

    Ngoài ra, do tổng thể của thiết bị có độ trong suốt cao trong dải nhìn thấy, hầu như không có sự khác biệt về màu sắc có thể được phát hiện khi phủ các bề mặt trang trí lên thiết bị. Do đó, thiết bị có thể được ứng dụng linh hoạt trên các mái nhà hoặc cửa sổ hiện có mà không làm giảm tính thẩm mỹ.

    Zalo
    Hotline