Adaptívne dlaždice radikálne znižujú spotrebu energie na vykurovnie a chladenie

Pomocou „voskového motora“ poháňaného teplotou vytvorili výskumníci adaptívny systém strešných škridiel, ktorý pomáha udržiavať v miestnosti príjemnú teplotu 18 °C. Prináša mimoriadne 3,1-násobné zníženie spotreby energie na chladenie a 2,6-násobné na vykurovanie. Vznikol kombináciou nápadov profesorov strojného inžinierstva z Kalifornskej univerzity v Santa Barbare a v podstate ide o sériu žalúzií, ktoré sú umiestnené na streche. Keď sú zatvorené, predstavujú plochý čierny hliníkový povrch s chrómovou povrchovou úpravou, ktorý absorbuje teplo a nevyžaruje veľa infračerveného žiarenia, čím pomáha vyhrievať priestor pod ním.

Keď sa žalúzie otvoria, odhalí sa druhá vrstva, tentoraz natretá bielym materiálom síranom bárnatým, ktorý je známy svojimi emisnými vlastnosťami a vynikajúcim sálavým chladením, takže pomáha odvádzať teplo z priestoru. Najelegantnejšou súčasťou riešenia je však voskový motor, ktorý otvára a zatvára žalúzie. Vosk sa pri topení výrazne rozpína, takže tím vybral vosk s vhodným bodom topenia 18,2 °C a navrhol systém, ktorý umožňuje, aby táto expanzia poháňala piesty, ktoré tlačia žalúzie, keď sa vosk topí, a ťahajú ich späť, keď tuhne.

Voskové motory sú umiestnené pod strechou, takže reagujú na teplotu v miestnosti. Výskumníci tvrdia, že žalúzie sa úplne otvárajú a zatvárajú v rozmedzí menej ako 3 °C, takže reagujú pomerne rýchlo, keď teplota stúpa alebo klesá, a neustále ju posúvajú smerom k bodu topenia 18 °C, nech už sa odchyľuje akýmkoľvek smerom. 

Tím testoval adaptívne dlaždice v porovnaní s dvoma statickými kontrolnými prvkami – jedným s čiernym hliníkovým povrchom potiahnutým chrómom a druhým s bielou farbou na báze síranu bárnatého – a zistil, že v noci znížili tepelné straty 2,6-krát v porovnaní s bielou dlaždicou a v horúčave znížili tepelný príkon „najmenej 3,1-krát“ v porovnaní so statickou čiernou dlaždicou. Obe tieto hodnoty sa merali množstvom energie, ktorú bolo treba pridať alebo odobrať na udržanie teploty 18,2 °C.

Samotné voskové motory nie sú novinkou; tím uvádza, že sa bežne používajú napríklad v umývačkách riadu a práčkach, ako aj v leteckom priemysle. Použitie voskových motorov na pohon takéhoto systému regulácie teploty je však nové a má jasný potenciál v pasívnom vykurovaní a chladení budov. Vosk sa dá vybrať s ohľadom na konkrétne ciele a rôzne tepelné nátery môžu urobiť systém relevantnejším v závislosti od toho, kde sa má vyrobiť a používať. Zariadenie je síce len dôkazom konceptu, ale môže viesť k novým technológiám, ktoré by jedného dňa mohli mať pozitívny vplyv na spotrebu energie v budovách. Dokument bol publikovaný v časopise Device.

Zdroj: newatlas.com.