Tuleviku konditsioneerid saadavad liigsoojuse otse avakosmosesse ({{commentsTotal}})

Jahutusseadme prototüüp.
Jahutusseadme prototüüp. Autor/allikas: Zhen Chen

Kui külmadel talvepäevadel ei tundu ehk oma varvaste soojas hoidmisest miski tähtsam, siis suvel võib panna isegi Eestis õhukonditsioneeri kasutamisega kaasnev elektriarve kohati nukralt kukalt kratsima. Rühm füüsikuid on ehitanud nüüd jahutusseadme, mis saadab soovimatu soojuse täiendavalt energiat kulutamata avakosmosesse.

''Loodus pakub meile Päikese näol ideaalset soojusallikat. Kuid peale füüsikateoreetikute ei mõtle väga paljud selle peale, et meil on ka suurepärane koht, kuhu saata kasutu soojus. Avakosmose temperatuur on -270 C kraadi,'' mõtiskles Zhen Chen, Berkley California ülikooli füüsik ERR Novaatorile antud intervjuus. Cheni ja ta kolleegide poolt hiljuti kirjeldatud seade langetas kontrollkatsetes seda ümbritseva õhu temperatuuri kuni 42,2 °C võrra, terve ööpäeva peale keskmistades 37 °C kraadi.

Jahutusseadme tööpõhimõte on lihtne, kiirata välja rohkem soojust, kui selles neeldub. Soovitatavalt lainepikkustel 8—13 mikromeetrit, kus on Maa atmosfäär praktiliselt läbipaistev. Enamasti võnguvad esemeid moodustavad molekulid aga teisel sagedusel. Selle jaoks on vaja Cheni seadet. Pilvitu taeva korral jõuavad praktiliselt kõik seadme kiirguri tipust vabanevad elektromagnetlained otse kosmosesse.

Eelnevalt konstrueeritud samal põhimõttel töötavad jahutusseadmed on langetanud ümbritsevat õhutemperatuuri ligikaudu 20 °C. Uue rekordi loomiseks isoleeris töörühm kiirguri varasemast hoolikamalt konvektsiooni ja otsese soojusülekande vältimiseks ümbritsevast keskkonnast ja pani selle tugevamalt paari avakosmosega. ''Lisaks suutsime panna selle kiirgama väga kitsas spektriosas,'' selgitas füüsik.

Mõneti vaistuvastaselt töötas seade kõige paremini ja langetas temperatuuri kõige rohkem keskpäevase päikese ajal. ''Siinkohal on võtmeroll õhuniiskusel. Tahame, et see oleks võimalikult madal. Teoreetilisest arvutustest võime järeldada, et keskkonna temperatuur peaks olema võimalikult kõrge,'' lisas Chen. Arvutused näitasid ka, et inseneridel on veel arenguruumi. Teoreetiliselt võiks väiksemate objektide temperatuuri langetada kuni 60 °C võrra.

Füüsik näeb seadme võimalike rakendusaladena kolme valdkonda. ''Esiteks on passiivne jahutussüsteem tänapäeva energianälga arvestades inimestele vägagi meeltmööda. Kuid eesmärk pole kindlasti praegust tehnoloogiat täielikult asendada. Kohe, kui seadme ja avakosmose vahele pilv ujub, lakkab see korralikult töötamast,'' laiendas Chen. Energia säästmiseks võiks seega uut süsteemi vanaga kombineerida.

Samuti võiks kasutada avakosmose häid omadusi kasulikku tööd tegevate soojusmasinate konstrueerimiseks. ''Mida rohkem külma ja sooja reservuaari temperatuur erineb, seda tõhusamaks need muutuvad. Viimaks võiks mõelda ka külmutusseadmete peale. Seda eriti kuivemates ja kuumemates piirkondades, näiteks kõrbes,'' mõtiskles füüsik. Enne tuleb aga rekordi püstitamiseks ehitatud seadet mõneti lihtsustada.

Chen on aga selles osas optimislik. ''Oleme suurema osa probleemidest lahendanud. Näiteks saab asendada väga kallist materjalist seadme ülaosa tavalise räniga ja see teeb töö piisavalt hästi ära. Lisaks saab lihtsustada selle väliskuju. Tegelikult oleme ehitanud juba ka n-ö lihtsa prototüübi ja see võimaldab langetada temeratuuri 20—30 °C,'' sõnas mees.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature Communications.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: