Làm mát bằng bức xạ tiết kiệm điện hơn nhiều so với điều hòa

Các giáo sư Trung Quốc đang phát triển một thiết bị làm mát cá nhân hóa nhằm thay thế hệ thống điều hòa không khí truyền thống.

08/09/2024 08:15

Một nhóm kỹ sư năng lượng bền vững tại Đại học Khoa học và Công nghệ Hồng Kông đã hợp tác với hai đồng nghiệp từ Công ty TNHH Thiết bị điều hòa không khí GD MIDEA tại Trung Quốc để phát triển một thiết bị làm mát cá nhân hóa nhằm thay thế hệ thống điều hòa không khí truyền thống.

Trong bài báo đăng trên trang web mở Cell Reports Physical Science, nhóm này giải thích cách thiết bị hoạt động mà không cần điều hòa không khí.

Nguyên lý cơ bản của thiết bị làm mát bức xạ nhiệt. Ảnh: Cell Reports Physical Science

Nghiên cứu trước đây cho thấy, khoảng 7 - 10% năng lượng toàn cầu được sử dụng để làm mát các tòa nhà và nhà ở. Hầu hết các hoạt động làm mát như vậy được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống điều hòa không khí lạnh hoạt động bằng cách thổi khí nóng qua các cuộn dây lạnh - một phương pháp mà các kỹ sư trong nỗ lực mới này mô tả là rất kém hiệu quả. Thổi không khí lạnh xung quanh trong không gian kín là không tốt cho sức khỏe vì nó có thể giúp phát tán các loại vi-rút trong không khí như vi-rút gây cúm, cảm lạnh và COVID-19. Trong nghiên cứu mới này, nhóm đã phát triển một thiết bị làm mát cá nhân mà họ tuyên bố sử dụng khoảng một nửa năng lượng so với máy điều hòa không khí thông thường. Thiết kế và nguyên mẫu sản phẩm của các nhà khoa học Trung Quốc đang phát triển. Ảnh: Cell Reports Physical Science Thiết kế mới của các nhà nghiên cứu dựa trên phương pháp làm mát bức xạ, trong đó một người hoặc thậm chí là một căn phòng được làm mát trực tiếp thay vì bằng cách di chuyển không khí. Những nỗ lực trước đây để tạo ra những thiết bị như vậy đã chứng minh là quá yếu, chúng không cung cấp đủ khả năng làm mát và nước ngưng tụ trên chúng, làm giảm hiệu suất làm mát. Để khắc phục những vấn đề như vậy, các nhà nghiên cứu đã chế tạo một thiết bị làm mát nhiệt điện, mà họ lưu ý, về cơ bản là một máy bơm nhiệt. Họ kết nối bốn ống với nó cùng với một chiếc quạt nhỏ. Ở phía bên kia của mô-đun, họ đã thêm một tấm nhôm. Quạt có tác dụng di chuyển không khí qua mô-đun, không đẩy không khí vào phòng.

Quạt và ống cùng nhau đóng vai trò là bộ tản nhiệt. Tấm nhôm đóng vai trò là bề mặt làm mát tỏa nhiệt và một lớp màng nhựa bổ sung ngăn ngừa sự ngưng tụ. Kết quả là một thiết bị hiệu suất cao làm mát bằng bức xạ hồng ngoại trung bình.

Việc thử nghiệm thiết bị trên một vật thay thế cho da người với nhiệt kế nhúng cho thấy thiết bị làm mát có khả năng làm mát da khoảng 7,3°C, tiêu thụ ít hơn 50,4% năng lượng so với một máy điều hòa không khí trung bình có công suất tương đương.

Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng thiết bị này cũng có thể chạy ngược lại để hoạt động như một máy sưởi bức xạ.