Ученые из Уральского федерального университета (УрФУ) и Сычуаньского сельскохозяйственного университета (SICAU, Китай) разработали и протестировали инновационный солнечный воздушный коллектор, который превосходит существующие аналоги в эффективности накопления, передачи и экономии тепла.
Главной особенностью этого коллектора является использование композитного аккумулятора тепла, созданного путем соединения материала с фазовым переходом и медной пены. Это значительно улучшило распределение тепла в помещении и обеспечило более комфортные условия отопления как днем, так и ночью. По данным журнала Applied Energy, новый солнечный воздушный коллектор успешно прошел испытания в Китае при температурах от -15 до +5 градусов.
Основное преимущество нового коллектора заключается в его способности сохранять тепло в течение длительного времени, что делает его более эффективным и экономичным по сравнению с предыдущими моделями. Российско-китайская группа ученых значительно улучшила несколько параметров, в то время как предыдущие исследования сосредотачивались только на одном или двух аспектах эффективности солнечных воздушных коллекторов.
Классические солнечные воздушные коллекторы, устанавливаемые на внешних стенах зданий, состоят из стеклянных панелей, солнечных теплопоглощающих элементов, изоляционных слоев и металлических оболочек. Они преобразуют солнечную энергию в тепло, которое затем передается воздушной средой внутрь помещения.
Однако, у коллекторов с материалами, содержащими фазовый переход, были определенные недостатки, такие как низкая теплопроводность, что снижало эффективность накопления тепла. Для улучшения теплопроводности исследователи сочетали материалы с фазовым переходом с пористой и легкой медной пеной, известной своей высокой теплопроводностью.
Это открытие имеет особую значимость для сельских районов, где невозможно установить централизованную систему отопления из-за низкой плотности населения и разрозненности жилых зданий. В таких случаях жители обычно полагаются на традиционные методы отопления, такие как печи и камины, что приводит к серьезному загрязнению окружающей среды. Разработка солнечных воздушных коллекторов, использующих экологически чистую энергию, становится все более важной в свете прогнозируемого увеличения выбросов углекислого газа от таких зданий к 2030 году.
Новый солнечный воздушный коллектор отличается простотой устройства, высокой эффективностью, морозостойкостью и надежностью, что делает его привлекательным вариантом для использования в сельских и отдаленных районах.
