[ad_1]

مهندسین دانشگاه دوک دستگاه گرمایشی و سرمایشی دو حالته را برای ساخت کنترل آب و هوا به نمایش گذاشته اند که اگر به طور گسترده در ایالات متحده مستقر شود ، می تواند مصرف انرژی HVAC را تقریباً 20٪ کاهش دهد.

در این اختراع از ترکیبی از علم مکانیک و مواد برای استفاده یا انتشار طول موج های خاص نور استفاده شده است. بسته به شرایط ، غلتک ها ورق ها را به عقب و جلو منتقل می کنند تا مواد جاذب گرما را از یک نیمه یا مواد خنک کننده را از نیمه دیگر قرار دهند. یک ماده به طور خاص بر روی مقیاس نانو طراحی شده است ، انرژی خورشید را جذب می کند و گرمای موجود را می گیرد ، در حالی که ماده دیگر نور را منعکس می کند و اجازه می دهد گرما از جو و فضای زمین خارج شود.

Po-Chun Hsu ، دستیار مهندسی مکانیک و علوم مواد و سرپرست تیم گفت: “من فکر می کنم ما اولین کسی هستیم که یک تماس حرارتی برگشت پذیر را نشان می دهد که به ما امکان می دهد بین دو حالت گرمایش یا سرمایش جابجا شویم.” “این اجازه می دهد تا مواد در حالی که تماس گرمایی خوبی با ساختمان دارند برای تحریک گرما یا بیرون آوردن گرما ، متحرک باشند.”

نتایج در تاریخ 30 نوامبر در مجله به صورت آنلاین منتشر شد ارتباطات طبیعت

حدود 15٪ از مصرف انرژی در ایالات متحده و بیش از 30٪ در سراسر جهان برای گرمایش و سرمایش ساختمان ها است که مسئول حدود 10٪ از انتشار گازهای گلخانه ای در جهان است. با این حال ، تاکنون ، بیشتر رویکردها برای به حداقل رساندن اثر کربن فقط گرمایش یا سرمایش را در نظر گرفته اند. این امر باعث می شود مناطق آب و هوایی در جهان دارای آب و هوایی معتدل باشند که در سرما – یا گاهی فقط به مدت 24 ساعت – به گرم و سرد شدن احتیاج دارند. در سند جدید ، هسو و تیمش دستگاهی را به نمایش می گذارند که به طور بالقوه می تواند در صورت تغییر هوا ، ما را راحت یا خنک نگه دارد.

ورق مخصوص طراحی شده با کامپوزیت پلیمری به عنوان پایه شروع می شود که می تواند با عبور برق از آن منبسط یا منقبض شود. این به دستگاه اجازه می دهد تا در حالی که قابل جدا شدن است تماس با ساختمان انتقال برق را حفظ کند تا غلطک ها بتوانند بین حالت ها جابجا شوند.

قسمت خنک کننده ورق دارای یک فیلم نقره ای فوق العاده نازک است که با یک لایه حتی نازک تر از سیلیکون خالص پوشانده شده است ، که در کنار هم مانند آینه اشعه خورشید را منعکس می کند. خصوصیات منحصر به فرد این مواد همچنین انرژی را به نور مادون قرمز میان برد تبدیل و از آن ساطع می کنند که با گازهای موجود در جو زمین تعامل نداشته و به راحتی به فضا منتقل می شود.

هنگامی که تغییر هوا منجر به نیاز به گرم شدن می شود ، بار الکتریکی آزاد شده و غلطک ها برگ ها را روی ریل می کشند. به این ترتیب ، خنک کننده ، منعکس کننده نیمی از ورق با نیمه جذب گرما مبادله می شود.

برای گرم کردن ساختمان زیر ، مهندسان از یک لایه فوق العاده نازک مس پوشیده شده با لایه ای از نانو ذرات روی و مس استفاده کردند. با ساختن ذرات نانو به اندازه مشخص و حرکت دادن آنها تا فاصله معینی ، آنها با مس در زیر آنها ارتباط برقرار می کنند به گونه ای که نور سطح آنها را گرفته و به مواد اجازه می دهد بیش از 93٪ گرمای نور خورشید را جذب کنند.

Hsu و تیم او دستگاه را چیزی می دانند که می تواند با سیستم های HVAC موجود کار کند ، نه به عنوان یک جایگزین کامل.

هیوز گفت: “ما می توانیم به جای گرم كردن و سرمایش مستقیم ساختمان ، از یك پانل آب برای تخلیه آب سرد یا گرم به یك پمپ حرارتی یا سیستم دیگ بخار استفاده كنیم.” “من همچنین تصور می کنم که با مهندسی اضافی ، این را می توان در دیوارها نیز استفاده کرد ، چیزی شبیه به بدنه ساختمان قابل تعویض.” گفت هسو.

با حرکت به جلو ، تیم در حال کار بر روی چندین جنبه از طراحی است تا آن را از نمونه اولیه به تولید مقیاس پذیر تبدیل کند. در میان آنها ، هسو توضیح داد ، نگرانی در مورد سایش طولانی مدت قطعات متحرک و هزینه مواد ویژه است. به عنوان مثال ، آنها بررسی خواهند کرد که آیا آلومینیوم با هزینه پایین می تواند جای نقره را بگیرد یا خیر و همچنین بر روی یک نسخه ایستا کار می کند که می تواند به جای مکانیکی حالت ها را به صورت شیمیایی تغییر دهد.

علیرغم موانع فراوان ، هسو معتقد است که این فناوری می تواند در آینده یک کالای کم مصرف باشد. و او تنها نیست.

هسو گفت: “ما در حال حاضر با یک شرکت در تلاشیم مکان های ایده آل برای اجرای این فناوری را تعیین کنیم.” “و از آنجا که تقریباً در هر منطقه از آب و هوای ایالات متحده در هر دوره از سال به گرمایش و سرمایش نیاز دارد ، مزایای استفاده از یک دستگاه دو حالته مانند این آشکار است.”

تاریخچه تاریخ:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه دوک. اصلی ، نوشته شده توسط الیزابت ویترسپون. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: packge-news.ir

ایندکسر