Cómo los espejos de alta tecnología pueden enviar calor al espacio

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En la pequeña suite trasera de un edificio industrial ligero cerca del aeropuerto de San Francisco, Eli Goldstein observa un conjunto de paneles plateados inclinados sobre una estantería de metal. Los paneles parecen simples espejos, pero cuando Goldstein los rodea, señala la bomba de agua negra a lo largo del borde izquierdo, las tuberías de cobre que corren debajo de la superficie y la caja de metal en la base.

Lo que su empresa, SkyCool Systems, ha construido es una tecnología de enfriamiento que puede actuar como un condensador, un componente estándar de cualquier sistema comercial de aire acondicionado o refrigeración que reduce la temperatura del refrigerante entrante, convirtiéndolo de vapor a líquido. Pero en lugar de depender de ventiladores eléctricos, como suelen hacer los condensadores, este se basa en materiales avanzados que pueden extraer el calor y liberarlo a la atmósfera superior o incluso al espacio exterior.

Esta historia fue parte de nuestra edición de enero de 2018

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Goldstein y su compañero cofundador, Aaswath Raman, creen que los paneles de la empresa derivada de Stanford podrían reducir significativamente los costos y las demandas de energía del aire acondicionado y la refrigeración. Eso aliviaría uno de los mayores drenajes de la red eléctrica y una de las fuentes más importantes de emisiones de gases de efecto invernadero.

Espacio de trabajo de SkyCool en Burlingame, California. leah sujetar

Todos los objetos emiten calor en forma de radiación térmica. Pero el aire que los rodea, principalmente en forma de moléculas de agua, absorbe y devuelve una parte del calor. Sin embargo, una pequeña parte de las emisiones en el rango del infrarrojo medio puede pasar a través de estos compuestos, lo que permite que las superficies que emiten radiación en esas longitudes de onda se vuelvan más frías que el aire circundante. Los investigadores de Stanford desarrollaron una película delgada que fue sintonizada para irradiar calor infrarrojo exactamente en esta banda. Sin embargo, el mayor avance fue unir esas propiedades radiativas con las reflectantes, lo que permitió que los materiales devolvieran casi todo el calor de la luz solar. Sin esta segunda capacidad, el sol compensaría con creces el efecto de enfriamiento durante el día.

El equipo demostró recientemente que los paneles podrían reducir las necesidades de electricidad de refrigeración de un edificio de oficinas en un 21 por ciento en verano.

Los sistemas de aire acondicionado y refrigeración producen un refrigerante caliente como subproducto normal, pero debe enfriarse y condensarse antes de volver a pasar por la maquinaria. En los paneles de SkyCool, ese proceso comienza con el refrigerante corriendo a través de una tubería hacia un intercambiador de calor, ubicado en la parte delantera de los paneles aquí.

Una pequeña bomba hace circular una mezcla de agua y anticongelante a través del sistema de paneles y hacia el otro lado del intercambiador de calor.

El calor del refrigerante se transfiere a la mezcla de agua a través de placas de metal dentro del intercambiador de calor. El líquido calentado sale del intercambiador de calor a través de tuberías. leah sujetar

Taylor Steindel, ingeniero mecánico principal de SkyCool, demuestra cómo se conectan la bomba y las tuberías al sistema.

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El cofundador de SkyCool, Aaswath Raman. leah sujetar

Los paneles de SkyCool, cubiertos con una película óptica delgada de múltiples capas, extraen el calor del agua a medida que fluye a través de las tuberías y lo irradian. También reflejan la luz del sol para mantenerse frescos. Aquí, Steindel y Goldstein colocan los paneles afuera mientras Raman observa. leah sujetar

El agua enfriada fluye de regreso al intercambiador de calor a través de la tubería que se ve aquí a la derecha del panel. Continúa fluyendo a través de las tuberías, absorbiendo y dispersando el calor en un bucle. Por separado, el refrigerante ahora enfriado fluye de regreso al sistema de aire acondicionado o refrigeración del que provino, habiendo logrado el rechazo de calor necesario. leah sujetar

Una aplicación de imágenes térmicas para iPhone y un accesorio de cámara muestran la frialdad de los paneles y tuberías (en púrpura) en relación con el asfalto (en naranja). leah sujetar

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