febrero 24, 2021

Refrigeración radiativa récord y calefacción solar en un sólo sistema, sin necesidad de electricidad

Un dispositivo híbrido que no puede enfriar edificios de forma drástica sin usar electricidad, que además puede calentar el agua. http://ecoinventos.com/...

Investigadores de la Universidad de Búfalo han desarrollado un prototipo de dispositivo híbrido que no sólo puede enfriar edificios de forma drástica sin usar electricidad, sino que puede capturar la energía solar para calentar el agua.

Los aires acondicionados y otros sistemas de refrigeración son unos de los mayores consumidores de electricidad, por lo que encontrar formas de enfriar de forma pasiva los edificios es cada día más importante si queremos reducir nuestras emisiones.

Diseñados de muchas formas distintas a lo largo de los años, los sistemas de refrigeración radiativa absorben el calor del interior de una habitación o edificio y lo emiten en ondas infrarrojas hacia el cielo. En esas longitudes de onda, la atmósfera terrestre es “invisible” a la radiación, lo que significa que no hay nada que impida que el calor salga directamente al frío del espacio exterior.

Estos dispositivos usan paneles de materiales que pueden absorber y emitir el calor. La forma lógica de orientar estos paneles emisores de calor es tener una cara apuntando hacia el cielo, como un panel solar, pero el equipo de la Universidad de Búfalo afirma que ese no es el método más eficiente. Los paneles emiten calor por ambos lados, por lo que en esa posición parte del calor se emite hacia el suelo.

En su nuevo diseño, los investigadores de Buffalo movieron el emisor térmico para que el calor pudiera ser recogido por ambos lados y transmitido al espacio. Para ello, colocaron el emisor térmico en posición vertical, entre un par de espejos dispuestos en forma de V. Estos espejos reflejan las ondas infrarrojas hacia el cielo.

Como la emisión térmica de ambas superficies del emisor térmico central se refleja hacia el cielo, la densidad de potencia de refrigeración local en este emisor se duplica, lo que da lugar a una reducción de la temperatura récord.

Qiaoqiang Gan, autor principal del estudio.

En los experimentos, el equipo demostró que el dispositivo era capaz de reducir la temperatura del interior de una unidad de prueba en más de 12 °C bajo la luz solar directa, y en más de 14 °C en una prueba nocturna simulada.

Los espejos están fabricados con 10 finas capas de plata y dióxido de silicio, están diseñados para ser selectivos en el tratamiento de las diferentes longitudes de onda. Reflejan las ondas del infrarrojo medio del emisor y absorben las ondas visibles y del infrarrojo cercano de la luz solar. Esto evita que el calor del Sol anule el efecto de enfriamiento, mejorando la eficiencia.

Además, el calor absorbido por los espejos puede aprovecharse: en esta prueba, el equipo lo usó para calentar agua a 60 °C.

La mayoría de los sistemas de refrigeración radiativa dispersan la energía solar, lo que limita la capacidad de refrigeración del sistema. Incluso con una selección espectral perfecta, el límite superior de la potencia de refrigeración con una temperatura ambiente de 25 °C es de unos 160 vatios por metro cuadrado. En cambio, la energía solar de unos 1.000 vatios por metro cuadrado sobre esos sistemas simplemente se desperdiciaba.

Qiaoqiang Gan.

Los investigadores afirman que el dispositivo podría ayudar a reducir los costes y la carga medioambiental de la refrigeración, que sigue siendo uno de los mayores consumidores de energía. Ahora se centrarán en ampliarlo al tamaño de un tejado: el modelo experimental sólo medía 70 cm2.

Más información: www.cell.com

Vía www.buffalo.edu

http://ecoinventos.com/

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