Отражатель тепла за батареей: Теплоотражающий Экран за Радиатором: Ставить или Нет?

Ограничения теплопроводности имеют важное значение для того, насколько хорошо охлаждается зеркало вашего телескопа. Во-первых, если ваше зеркало толще 1,5 дюйма, вам следует подумать об использовании вентиляторов для работы как с задней, так и с передней поверхностями зеркала, что эффективно удваивает эффективность охлаждения.В некоторых случаях зеркала толщиной более 2 дюймов могут не рассеивать тепло даже с двумя вентиляторами. В общем, если ваша цель — оптимальная производительность, практически необходимо избегать толстых зеркал.

Монтаж вентилятора

Особенности установки вентилятора зависят от конструкции телескопа. Хитрость заключается в том, чтобы избежать появления вибрации, а это более важно, чем вы думаете. Чтобы лишить изображения Луны и планет мельчайших деталей, требуется удивительно небольшая вибрация.Действительно, эффекты могут быть далеко не очевидными. Я видел случаи, когда владельцы телескопов не знали, что что-то не так, пока они не попытались посмотреть, выключая и включая вентилятор.

Конечно, лучше всего начать с вентилятора, который имеет как можно меньшую вибрацию. Если у вас есть возможность, попробуйте несколько и выберите тот, который работает лучше всего. Однако даже скромно работающий вентилятор может работать, если он правильно установлен. Две стратегии, которые работают хорошо, — это закрепить вентилятор с помощью резиновых лент или зафиксировать его на месте кусочками резиновой пены.На более массивных прицелах я успешно использовал квадраты липучки, прикрепленные с помощью двусторонней ленты из пеноматериала к вентилятору и ячейке зеркала. Главное — механически отсоединить вентилятор от прицела — не прикручивайте вентилятор непосредственно к телескопу. Нет смысла менять одну проблему ухудшения качества изображения (термики) на другую (вибрацию).

Некоторым людям нравится добавлять регуляторы скорости к своим вентиляторам. Я лично предпочитаю просто переключаться между полной мощностью (12 вольт), используемой во время охлаждения, и половинной мощностью (6 вольт), когда все уравновешено.Тем не менее, нет ничего плохого в том, чтобы вентилятор работал все время на полной скорости, если у вас есть мощность и вы не создаете вибрации.

Другой вариант, который хорошо работает, если у вас есть доступ к источнику переменного тока, — это использовать обычный домашний вентилятор, чтобы обдувать заднюю часть зеркала воздухом, чтобы ускорить начальное восстановление. Это особенно полезная стратегия, если ваш прицел уже находится снаружи до начала сеанса наблюдения.

Управление температурным режимом для всех?

Использование вентилятора для охлаждения прицела решит тепловые проблемы, но требует определенных усилий. Установить вентилятор и подать на него электроэнергию не так уж и сложно, но некоторые задаются вопросом, стоит ли оно того. Честно говоря, для некоторых это не так.

Забота о тепловых изображениях важна, если вы заинтересованы в просмотре изображений с высоким разрешением или в визуализации. Это особенно верно, если вы путешествуете по Луне и планетам. Но если вы в основном смотрите на объекты глубокого космоса при малом и среднем увеличении, то преимущества вряд ли покажутся стоящими.А если вы используете телескоп с маленьким тонким (толщиной менее ½ дюйма) зеркалом, добавление вентилятора может не иметь большого значения, если вы храните телескоп вне помещения.

Тем не менее, я ожидаю, что для большинства читателей достаточно минимальные усилия и затраты на добавление вентилятора будут более чем окупаемыми. В самом деле, если вы чувствуете, что ваша площадка для наблюдений редко предлагает хорошие условия для просмотра, вы можете обнаружить, что проблема все время была внутри вашего телескопа. И это стоит знать.

Помимо минимизации тепловых проблем, использование вентилятора также может помочь предотвратить образование росы на главном зеркале прицела.Особенно это актуально для трубчато-ферменных прицелов. Роса образуется, когда ваше зеркало достигает температуры точки росы, которая всегда ниже температуры окружающего воздуха (по крайней мере, в любой ситуации, в которой вы будете использовать свой телескоп). Пока ваше зеркало имеет температуру окружающего воздуха или немного теплее, на его поверхности не образуется роса. Хотя это может показаться очевидным, это преимущество против росы возникает из-за того, что вентилятор не охлаждает зеркало ниже окружающей температуры до температуры точки росы.

Важно помнить:

1. «Ламповые токи» — это симптом, а не болезнь. Даже открытые (ферменные) трубчатые телескопы нуждаются в терморегулировании.
2. У вашего прицела в некоторой степени будут проблемы с тепловыделением, если главное зеркало будет более чем на 5½ ° F (3 ° C) теплее, чем температура окружающего воздуха.
3. Чем толще зеркало, тем дольше остывает.
4. Компьютерный вентилятор на 12 В — самый простой и эффективный способ охлаждения зеркала прицела.
5. Когда зеркало остынет до температуры окружающего воздуха, продолжайте использовать вентилятор, чтобы зеркало отслеживало падающую ночную температуру.
6. То, что на улице тепло, не означает, что вам не нужно охлаждать зеркало — важна разница температур (дельта Т).
7. Убедитесь, что вентилятор не создает вибрации, портящей изображение.
8. Если вы в основном наблюдаете объекты дальнего космоса на малом увеличении, возможно, вас совсем не будут беспокоить тепловые проблемы.

Наконец, если вы хотите узнать больше об этом или посмотреть несколько видеороликов о термиках в действии, посетите отличный веб-сайт Брайана Грира.Статьи Брайана в Sky & Telescope (которые мне посчастливилось редактировать) действительно впервые привлекли внимание большинства астрономов на заднем дворе. Многое из того, что я здесь написал, основано на подробных и тщательных исследованиях Брайана, за которые мы все в долгу перед ним.

Вы нашли эту статью интересной или полезной? Если это так, подумайте об использовании этой ссылки в следующий раз, когда будете делать покупки на Amazon.com. А еще лучше добавить его в закладки для использования в будущем.Благодаря программе для партнеров Amazon это ничего не стоит вам, но помогает поддерживать этот сайт в рабочем состоянии. Спасибо!

Экстремальная жара и ваш автомобиль

КОЛУМБУС, Огайо — AAA ожидает, что прогнозируемая жара приведет к увеличению числа поломок транспортных средств. AAA отвечает на сотни звонков в жаркий и влажный летний день больше, чем в более прохладный день. Большинство этих звонков приходится на самое жаркое время дня, между 13:00. и 19:00

Автомобильные эксперты говорят, что многие из этих поломок можно предотвратить с помощью следующего планового технического обслуживания:

• Проверяйте батарею дважды в год: Во время сильной жары большинство вызовов службы помощи на дороге со стороны AAA связаны с разряженными батареями.Автомобильные аккумуляторы обычно служат 3-5 лет. Тепло разрушает внутренние компоненты батареи и сокращает срок ее службы. В зависимости от требований электрической системы автомобиля и привычек вождения, продолжительное нагревание может сказаться на батарее тяжелее, чем холод.

• Техническое обслуживание системы охлаждения двигателя: Системы охлаждения должны работать очень интенсивно в жаркую погоду, чтобы двигатели не перегревались. Охлаждающая жидкость защищает радиатор и внутренние компоненты двигателя. Со временем охлаждающая жидкость ухудшается, и ее необходимо заменить.Пренебрежение этим может привести к долговременному повреждению двигателя. Резиновые компоненты системы охлаждения также испортятся при сильной жаре. Автомобилистам следует осматривать шланги и приводные ремни на предмет трещин, вздутия, мягких участков или других признаков плохого состояния.

• Жидкости для доливки: Большинство жидкостей не только смазывают, но и служат охлаждающими жидкостями, отводя тепло от критически важных компонентов двигателя. При низком уровне жидкости охлаждающий эффект снижается, и увеличивается вероятность перегрева.Важно следить за регулярной заменой масла, так как авторитетные магазины также проверят уровни других жидкостей при замене масла.

• Ежемесячно проверяйте давление в шинах и их состояние: Изменения температуры могут повлиять на давление в шинах, что может вызвать неравномерный износ и сократить срок службы шины. Кроме того, изношенные шины не могут сцепиться с дорогой в сырую погоду, что может привести к аквапланированию.

Даже при правильном техническом обслуживании летние поломки могут возникать.AAA рекомендует каждому водителю иметь в транспортном средстве аварийный комплект, который включает зарядное устройство для мобильного телефона, воду, нескоропортящиеся продукты питания, соединительные кабели, фонарик с дополнительными батареями, аварийные отражатели, основные ручные инструменты и аптечку.

AAA предоставляет более чем 59 миллионам участников услуги, связанные с путешествиями, страхованием, финансами и автомобилестроением. С момента своего основания в 1902 году некоммерческая организация AAA, полностью уплачивающая налоги, является лидером и выступает за безопасность всех путешественников.

Супер-холодные материалы, излучающие тепло в космос

Тепловое изображение панели с «супер-крутым» покрытием возле Колумбийского университета в Нью-Йорке Фото: Джотирмой Мандал

Когда бизнесмену Ховарду Бисле было поручено спасти местный магазин от финансового разорения, одной из его первых забот была энергоэффективность. В июне 2018 года он обратился к своему местному поставщику электроэнергии в Сакраменто, штат Калифорния, по поводу модернизации освещения. У провайдера была другая идея. Он предлагал установить экспериментальную систему охлаждения: панели, которые могли оставаться холоднее, чем их окружение, даже под палящим жарким солнцем, не потребляя энергии.

Панели с алюминиевой подкладкой теперь располагаются на крыше магазина, их зеркальные поверхности покрыты тонкой охлаждающей пленкой и расположены под углом к ​​небу. Они охлаждают жидкость в трубах, идущих в магазин, и, вместе с новыми лампами, сократили счета за электроэнергию примерно на 15%. «Даже в жаркий день им не жарко», — говорит Бисла.

Супер-крутые панели на крыше магазина в Сакраменто, Калифорния Фото: Аасват Паттабхи Раман

Панели появились в результате открытия в Стэнфордском университете в Калифорнии. В 2014 году исследователи объявили, что они создали материал, который под прямыми солнечными лучами оставался холоднее окружающей среды ¹ . Два члена команды, Шанхуэй Фан и Осват Раман, вместе с коллегой Эли Гольдштейном основали новую фирму SkyCool Systems и поставили панели Bisla.С тех пор они и другие исследователи создали множество материалов, включая пленки, аэрозольные краски и обработанную древесину, которые остаются прохладными в жару.

Все эти материалы основаны на усилении естественного эффекта отвода тепла, известного как пассивное радиационное охлаждение. Каждый человек, здание и объект на Земле излучают тепло, но похожая на одеяло атмосфера планеты поглощает большую часть его и излучает обратно. Однако инфракрасные лучи с длиной волны от 8 до 13 микрометров не захватываются атмосферой и покидают Землю, уходя в холодное космическое пространство.Еще в 1960-х годах ученые пытались использовать это явление на практике. Но пассивное радиационное охлаждение заметно только ночью: днем ​​солнечный свет купает нас гораздо большим количеством тепловой энергии, чем мы можем отправить в космос.

Новые материалы отражают широкий спектр света так же, как зеркала или белая краска. Однако в решающей части инфракрасного спектра 8–13 мкм они сильно поглощают, а затем испускают излучение. Когда материалы указывают на небо, инфракрасные лучи могут проходить прямо через атмосферу в космос.Это эффективно связывает материалы с неисчерпаемым радиатором, в который они могут отводить тепло, не возвращаясь. В результате они могут излучать достаточно тепла, чтобы постоянно оставаться на несколько градусов холоднее, чем окружающий воздух; Исследования показывают, что разница температур может превышать 10 ° C в жарких и сухих местах ^{2 , 3} . Дэвид Сэйлор, возглавляющий Центр исследования городского климата в Университете штата Аризона в Темпе, назвал их супер-крутыми материалами.

Эти материалы могут не только сэкономить на счетах за электричество, говорят энтузиасты, но и снизить всплеск спроса на энергоемкое охлаждение и кондиционирование воздуха по мере потепления мира. «Я верю, что через четыре-пять лет дневные радиационные системы охлаждения станут технологией номер один для зданий», — говорит Маттеос Сантамурис из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее, Австралия, который сам работает над улучшением таких материалов. «Это кондиционер будущего».

Несколько исследователей даже предположили, что материалы можно рассматривать как часть геоинженерной стратегии, чтобы помочь Земле отводить тепло для противодействия глобальному повышению температуры.«Вместо того, чтобы пытаться блокировать поступающее от Солнца тепло, можем ли мы просто заставить Землю излучать больше?» — спрашивает Джереми Мандей, физик из Калифорнийского университета в Дэвисе.

Поверхность, покрытая суперохлаждающей краской, остается холоднее окружающей среды, как показано на этом тепловом изображении. Фото: Jyotirmoy Mandal

Но многие ученые осторожно относятся к этим идеям. До сих пор теоретические оценки того, сколько электроэнергии можно сэкономить, основывались на данных небольших образцов, испытанных в течение короткого времени.Также есть сомнения в способности материалов работать в самых разных климатах и ​​местах. Эффект охлаждения лучше всего работает в сухом климате и при ясном небе; в пасмурную или влажную погоду водяной пар задерживает инфракрасное излучение. К тому же супер-крутые материалы не могут служить при любой погоде или легко подходить ко всем зданиям.

Еще неизвестно, воспримут ли потребители эту идею. По словам Сейлор, даже простая мера по замене изношенных крыш на светоотражающие белые для охлаждения домов не получила широкого распространения среди домовладельцев.Однако его работа по моделированию предполагает, что использование супер-холодной краски может удвоить экономию энергии по сравнению с белой крышей. «Потенциально это немного меняет правила игры», — говорит он.

В 2012 году Раман, который защищал докторскую диссертацию по материалам для сбора солнечной энергии, наткнулся на старые исследования пассивного радиационного охлаждения, эффекта, о котором он не слышал. Понимая, что никто не придумал, как использовать его под прямыми солнечными лучами, он исследовал оптические свойства, которые необходимы материалу для преодоления солнечного тепла.Она должна отражать солнечный спектр в диапазоне длин волн от 200 нанометров до 2,5 мкм даже более эффективно, чем белая краска, которая уже имеет коэффициент отражения до 94%. И он должен поглощать и излучать как можно ближе к 100% длин волн в критическом диапазоне 8–13 мкм (см. «Сохраняя прохладу»).

Все это можно сделать с помощью инженерных материалов в наномасштабе, думали Раман и Фан. Создание структур меньше длины волны света, который будет проходить через них, должно увеличить поглощение и излучение одних длин волн и подавить другие.

Группе пришла в голову идея вытравить узоры на поверхности ⁴ и опубликовать ее в 2013 году. Затем группа подала предложение в Агентство перспективных исследовательских проектов США — Энергетика (ARPA-E) о финансировании для этого.

«Я сразу подумал:« Ого, мне бы очень хотелось, чтобы кто-нибудь действительно это сделал », — вспоминает Ховард Бранц, тогда директор программы ARPA-E в Вашингтоне, округ Колумбия, а теперь консультант по технологиям в Боулдере, штат Колорадо. «Было проделано много работы по радиационному охлаждению в ночное время, но делать ее при ярком солнечном свете — это поразительно.”

Бранц дал исследователям 400 000 долларов США и год. С таким небольшим количеством времени команда Стэнфорда решила упростить дизайн и попробовать наслоить материалы более привычными способами. Чтобы создать что-то с высокой отражающей способностью, исследователи чередовали четыре тонких слоя материалов, которые сильно преломляют свет (диоксид гафния) и слабо (диоксид кремния или стекло) — широко используемый мотив в оптической инженерии, который работает из-за того, как световые волны интерферируют при прохождении через разные слои. Они использовали тот же принцип для усиления инфракрасного излучения, нанеся сверху три более толстых слоя тех же материалов.

Когда они тестировали свой материал на открытом воздухе ¹ , он оставался почти на 5 ° C ниже, чем температура окружающей среды, даже под прямыми солнечными лучами около 850 Вт на квадратный метр. (В ясный ясный день на уровне моря интенсивность солнечного света прямо над головой достигает около 1000 Вт · м ² ).

После этого успеха ARPA-E финансировала другие предложения по супер-крутым материалам. Среди них была идея Сяобо Инь и Жунгуи Янга из Университета Колорадо в Боулдере, которые хотели производить материалы в больших масштабах.Они предпочли работать с дешевым пластиком и стеклом. Стеклянные шарики подходящего размера — несколько микрометров в поперечнике — излучают интенсивное излучение в диапазоне 8–13 мкм. Вложить их в пленку из прозрачного полиметилпентена толщиной 50 мкм — пластика, используемого в некотором лабораторном оборудовании и посуде — и покрыть ее отражающим серебром, было достаточно для создания супер-холодного материала ⁵ . Что еще более важно, исследователи могут сделать пленку с помощью рулонной технологии со скоростью 5 метров в минуту.

Художественный оттиск стеклянных сфер, заключенных в пластиковый лист, который остывает, когда помещается на отражающую серебряную основу. Предоставлено: Яо Чжай и др. / Наука

Оказалось, что многие материалы демонстрируют сверхохлаждение, если они правильно структурированы, а не только экзотические или специальные. В 2018 году исследователи из Колумбийского университета в Нью-Йорке и Аргоннской национальной лаборатории в Лемонте, штат Иллинойс, сообщили о супер-крутой краске на основе распыляемого полимерного покрытия ⁶ . Многие полимеры естественным образом излучают в инфракрасном диапазоне 8–13 мкм, потому что их химические связи, например, между атомами углерода или между углеродом и фтором, излучают пакеты инфракрасного света, когда они растягиваются и расслабляются, объясняет член группы Юань Ян.Ключевым моментом было усиление способности полимеров отражать солнечный свет.

Студент Яна Джотирмой Мандал, который сейчас работает докторантом в лаборатории Рамана в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, растворил предшественники фторированного полимера в ацетоне с небольшим количеством воды. Эту смесь можно распылить на поверхность для создания равномерного полимерного покрытия с рассеянными по нему крошечными капельками воды. Сначала высыхает летучий ацетон, а затем капли воды, оставляя после себя поры, которые заполняются воздухом.По словам Янга, в результате получается белое покрытие с порами внутри, которые отражают солнечный свет.

В мае прошлого года группа из Колорадо сообщила о другом материале: охлаждающем дереве, созданном Лянбин Ху и Тиан Ли в Университете Мэриленда в Колледж-Парке. По словам Ли, древесина, как и полимеры, содержит химические связи, которые излучают нужное инфракрасное излучение. Чистый охлаждающий эффект может быть достигнут путем химического удаления жесткого компонента, называемого лигнином, чтобы сделать древесину отражающей, и сжатия продукта для выравнивания целлюлозных волокон и усиления инфракрасного излучения ⁷ .

Натуральное дерево (слева) рядом с обработанной древесиной, отводящей тепло Фото: Лянбин Ху, InventWood

Ученые также создали суперохлажденные тонкие пленки из полидиметилсилоксана (PDMS), силиконового материала, который содержится в таких продуктах, как лубриканты, кондиционеры для волос и Silly Putty, распыляя его на отражающую основу. Не далее как в августе прошлого года Цзунфу Ю из Университета Висконсин-Мэдисон и Цяоцян Ган из Государственного университета Нью-Йорка в Буффало обнаружили, что алюминиевая пленка, покрытая распылением 100-мкм слоем ПДМС, оставалась на 11 ° C ниже, чем температура окружающей среды. воздух при размещении на парковке кампуса в середине дня ² .

Почти все исследовательские группы запатентовали свои изобретения и теперь пытаются продавать их. Ган работает с отраслевыми партнерами, которых он отказался назвать, над коммерциализацией алюминиевой пленки PDMS. Колумбийский университет предоставил лицензию на разработку своей супер-крутой краски нью-йоркскому стартапу MetaRE, основанному Мандалом и колумбийским сотрудником Янга Нанфанг Ю для разработки. По словам исполнительного директора Эйприл Тиан, MetaRE также работает с промышленностью над разработкой краски для кровли, холодильных транспортных средств, складских помещений и текстиля.По ее словам, этот продукт «очень конкурентоспособен» с обычными красками.

Другие стартапы подчеркнули, сколько электроэнергии может сэкономить их продукция. Fan и Raman разработали запатентованную систему для панелей SkyCool Systems. В 2017 году они предсказали, что система может сократить количество электроэнергии, используемой зданием для охлаждения, на 21% летом в жарком и сухом Лас-Вегасе, штат Невада, ⁸ . Раман говорит, что панели окупятся за три-пять лет. Инь и Ронггуи Ян основали в Боулдере компанию под названием Radi-Cool, чтобы продавать пластик, залитый стеклом.В январе прошлого года они сообщили, что этот материал может снизить потребление электроэнергии для охлаждения летом на 32–45%, если он будет интегрирован с водяными охладителями в коммерческих зданиях в Фениксе, штат Аризона; Майами, Флорида; и Хьюстон, Техас ⁹ . Тем временем Ху передал лицензию на создание супер-крутого древесного материала фирме InventWood из Мэриленда, которую он соучредителем. Он прогнозирует, что это может сэкономить 20–35% энергии охлаждения в 16 городах США ⁷ .

Но эти оценки основаны на экспериментах и ​​моделях, которые слишком ограничены, чтобы их можно было экстраполировать на целые здания в городах, предупреждает Диана Юрге-Форсац, ученый-эколог из Центральноевропейского университета в Будапеште, специализирующийся на смягчении последствий изменения климата.Фактическая экономия энергии и то, как быстро супер-крутой материал окупится, будут зависеть от конструкции здания, местоположения и погодных условий, добавляет Инь.

Местоположение — самое большое препятствие. «Есть определенные географические регионы, где это просто не сработает, потому что атмосфера недостаточно сухая», — говорит Джеймс Клауснер, инженер-механик из Мичиганского государственного университета в Ист-Лансинге, который после Бранца работал директором программы ARPA-E профинансировал некоторые предложения в этой области.Но это не слишком отталкивает, говорит он, потому что регионы, в которых эффект работает хорошо, — это засушливые районы, такие как юго-запад США или Ближний Восток, где предъявляются высокие требования к кондиционированию воздуха.

Другая проблема заключается в том, что системы радиационного охлаждения могут увеличить расходы на отопление зимой. Чтобы решить эту проблему, Santamouris пытается нанести слой жидкости поверх суперохлажденных материалов, который замерзнет, ​​когда температура упадет достаточно низко. Когда жидкость затвердевает, излучение больше не может выходить в космос, поэтому охлаждающий эффект прекращается.А в октябре прошлого года Мандал и Ян сообщили об еще одном способе остановить переохлаждение ¹⁰ . Если они заполняют поры своего полимерного покрытия изопропанолом, покрытие начинает улавливать тепло, а не рассеивать его. Это можно исправить, продув поры воздухом, чтобы высушить их.

Пористую белую краску можно использовать для охлаждения зданий летом; при смачивании спиртом он становится прозрачным и улавливает тепло (левая сторона), которое может согреть здания зимой. Фото: Джотирмой Мандал

Есть еще одна проблема: материалы достигают переохлаждения только в том случае, если они могут направлять свое излучение непосредственно в холодный радиатор космического пространства.В городских условиях здания, люди и другие объекты могут мешать, поглощая тепло и повторно излучая его. В настоящее время наиболее эффективные материалы отводят тепло со скоростью около 100 Вт · м ^–2 . Ган и Ю надеются удвоить это количество, разместив свои пленки перпендикулярно крыше, чтобы выбросы могли выходить с обеих поверхностей. Но это потребует добавления материалов вокруг пленок, которые могут отражать выбросы в небо.

Исследователи ищут другие способы увеличения охлаждающей способности материалов.В октябре прошлого года Эвелин Ван из Массачусетского технологического института в Кембридже и ее коллеги сообщили, что покрытие радиационной охлаждающей пленки легким изолирующим аэрогелем сохраняло структуру на 13 ° C холоднее, чем ее окружение в полдень в сухой пустыне Атакама в Чили. по сравнению с 1,7 ° C без аэрогеля ³ . По ее словам, концепцию аэрогеля можно использовать с другими супер-крутыми материалами.

Мечты об использовании супер-крутых материалов в геоинженерии для смягчения последствий глобального потепления кажутся далекими и маловероятными с практической точки зрения.В сентябре прошлого года Munday использовал «скрытые расчеты», чтобы предположить, что нынешнее повышение температуры может быть уравновешено путем покрытия 1-2% поверхности Земли существующими материалами, которые генерируют около 100 Вт · м ^–2 охлаждающей мощности в дневное время ¹¹ . Но поскольку солнечные панели все еще не достигают такого уровня защиты после десятилетий разработки, кажется невозможным, чтобы эта зарождающаяся технология могла вовремя стать полезной, — говорит Марк Лоуренс, ученый-климатолог из Института перспективных исследований в области устойчивого развития в Потсдаме. , Германия.Как и в случае любого предложения по геоинженерии, Munday признает возможные непредвиденные последствия нарушения режима осадков и местного климата, что, по мнению Юрге-Форсац, может стать проблемой.

Тем не менее, пассивное радиационное охлаждение может иметь много преимуществ, говорит Раман (см. «Электричество ночью, вода днем»). Это могло бы, например, помочь предотвратить потерю эффективности солнечных панелей при повышении температуры. И все процессы производства и преобразования электроэнергии производят отходящее тепло, говорит Инь, даже если они используют возобновляемые источники энергии, а не ископаемое топливо.«Это единственная технология, которая использует все это потраченное впустую тепло и сбрасывает его обратно в космос», — говорит он.

Электричество ночью, вода днем ​​

Материалы, отводящие тепло с Земли в космос, могут найти неожиданное применение. Например, они могут упростить сбор воды из атмосферы в дневное время. Ночью водяной пар конденсируется в росу на поверхностях, которые теряют тепло в чистом ночном небе — эффект, веками использовавшийся для улавливания воды. Цзунфу Ю из Университета Висконсин-Мэдисон и Цяоцян Гань из Государственного университета Нью-Йорка в Буффало обнаружили, что алюминиевая пленка, покрытая полидиметилсилоксаном, может не только оставаться прохладной, но и усиливать конденсацию воды в течение дня ¹² .Пара основала компанию в Буффало под названием Sunny Clean Water для коммерциализации устройства.

Разница температур между супер-холодным материалом и окружающей средой также может быть использована для выработки электроэнергии в ночное время — в отличие от солнечных батарей, которые работают только днем. В сентябре прошлого года Аасват Раман, Шанхуэй Фан и Вэй Ли из Стэнфордского университета в Калифорнии сумели произвести тонкую струйку электричества — милливатт на квадратный метр — из такого ночного устройства ¹³ .Это показывает, что ночью можно выработать электричества, по крайней мере, для питания небольшого светодиода. «Это прекрасное подтверждение правильности концепции», — говорит Говард Бранц, консультант по технологиям из Боулдера, штат Колорадо. Но электричество от солнечных панелей можно накапливать в батареях, чтобы генерировать гораздо большие потоки электроэнергии, поэтому пока не ясно, будет ли эта идея полезной.

Добавление теплоизоляции фургона в жаркую погоду

Выживание в жаркую и холодную погоду — это два совершенно разных процесса.Суть в том, что фургоны имеют много места и ограничены в материалах, что делает их менее способными выдерживать экстремальные температуры, которые могут выдержать дома. Изоляция вашего фургона на случай холода во многих отношениях делает его менее комфортным в жару.

Когда дело доходит до предотвращения нагрева внутри транспортного средства, полезно понимать три типа теплопередачи и их взаимосвязь.

Сферы деятельности

Защита окон от лучистой теплопередачи • Способы использования при теплоизоляции стен • Изоляция пола фургона • Вентиляторы и воздушный поток • Навесы и навесы на крыше • Дополнительные советы по сохранению прохлады

Защита окон от теплового излучения

В фургоне прямое солнечное излучение через окна нагревает автомобиль быстрее, чем любой другой процесс.Уменьшение этого количества резко снизит скорость нагрева вашего фургона.

Инфракрасные лучи солнца (лучистое тепло) проходят через окна и могут отражаться обратно. Блестящие материалы, такие как алюминий, Reflectix или Infrastop, как зеркало, будут отражать тепло.

Для предотвращения нагрева от солнца:

• Накройте лобовое стекло светоотражающим козырьком
• Накройте пассажирское, боковые или заднее окна светоотражающим материалом
• Установите темный оттенок, чтобы уменьшить пропускание солнечного света

Светоотражающие накладки на лобовое стекло можно купить в Интернете, и они существенно повлияют на количество тепла, попадающего в автомобиль.Для небольших боковых окон рулон Reflectix или Infrastop можно обрезать до нужного размера и положить на окно при парковке.

Самодельные оконные накладки

Пользовательские оконные покрытия можно создать, используя Reflectix с одной стороны, ковровое покрытие или ткань с другой и немного изоляционного ватина между ними. Такой дизайн позволяет блестящей стороной смотреть наружу летом и получать обратный эффект зимой (отражая внутреннее тепло обратно). Оконные крышки можно удерживать на липучках, кнопках, пуговицах, стяжках или простой прессовой посадке.

Изоляция стен фургонов для жаркой погоды

Это удручающе просто. В жаркую погоду в большинстве случаев вам не нужен изотермический фургон. Здесь есть небольшая дезинформация в сети. И множество излишне сложных воздушных зазоров и слоев из нескольких материалов, пытающихся нарушить основные правила термодинамики.

Проблемы с нагревом при стандартной изоляции

Изоляция — это все равно, что обернуть ваш фургон спальным мешком.Если на улице жарко, последнее, что вам нужно, — это спальный мешок, из которого невозможно выбраться.

Чтобы понять это, можно разбить несколько проблем со сложным составом:

• Стандартная изоляция предназначена для замедления передачи тепла. Благодаря изоляции фургон дольше достигает температуры окружающей среды. Если на улице 90 °, а у вашего фургона 70 °, на достижение наружной температуры может потребоваться два часа. Так что, хотя ваш фургон может быть удобнее в 10 утра, к полудню все равно будет жарко.Нет другого выхода, кроме как добавить значительно больше изоляции (толщиной 6–12 дюймов, как в доме). Добавление теплоизоляции в фургон — это просто борьба за час или два с комфортом в полдень. Если на улице жарко, то рано или поздно станет жарко и внутри фургона.

• Обратной стороной этого является то, что когда более критично иметь прохладный фургон — для сна — требуется больше времени, чтобы остыть . Если внутри вашего фургона 90 °, то, когда температура снаружи достигнет 70 °, потребуется больше времени, чтобы остыть.

• Это не считая всех источников тепла в фургоне . Ваше тело излучает тепло. Ваш холодильник, компьютер и блок питания также излучают тепло. Если вы готовите: нагрейте. Итак, теперь в фургоне больше тепла, чем снаружи, и он удерживается изоляцией. Также тепло хранится в тепловой массе всего, что находится в фургоне. Если у вас есть кувшин с водой, который нагрелся в течение дня, он будет выделять это тепло в течение ночи.

• Все эти проблемы усугубляются, если вы используете солнечную энергию на крыше. Солнечная батарея на крыше означает, что для зарядки аккумуляторов вам нужно будет припарковать фургон на солнце. Это сделает фургон более горячим, чем температура окружающей среды, как в солнечной печи. Если на улице 85 °, внутри фургона, припаркованного на солнце, будет 95 °. Изоляция немного уменьшит этот эффект, но не настолько, чтобы изменить ситуацию. Вы можете услышать аргумент, что «панели будут затемнять фургон».Не правда. Они затеняют часть фургона. Даже если у вас есть солнечные панели мощностью 1000 Вт, покрывающие всю крышу, другая сторона будет впитывать все это великолепное солнечное тепло. Также следует отметить, что солнечные панели улавливают немного тепла, излучаемого крышей вашего фургона, если оно выше температуры окружающей среды. Так что «крыша затенена» немного помогает, но определенно не больше, чем парковка всего фургона в тени без панелей. Это похоже на разницу между тем, что вы носите широкополую шляпу на солнце и стоите в тени.

Имейте в виду, что это не означает, что вам не следует изолировать свой фургон. При хорошей вентиляции вы можете смягчить большинство эффектов тепловыделения. Это просто означает, что изоляция не помогает вашему фургону в жару, и ее следует делать только в том случае, если вы планируете много холода.

А как насчет лучистых барьеров (Reflectix) в стенах?

Предисловие: это основано на моем предположении, так что отнеситесь к нему с недоверием. Но позвольте мне объяснить, почему я считаю, что использование Reflectix в стенах — это проигрышная битва.Конечная цель этого материала — отражать лучистое тепло снаружи, чтобы оно не попало внутрь. С этим есть несколько проблем.

• С практической точки зрения, Reflectix сложно установить, потому что вам нужен воздушный зазор с минимальным количеством поверхностей, соприкасающихся с отражающей (горячей) стороной. Это означает, что вы должны построить в своем фургоне ящик, не касающийся горячих внешних стен. Каждый раз, когда вы прикрепляете Reflectix к внешней стене, вы создаете тепловой мост и снижаете ли вы эффективность барьера.Вы можете использовать такие материалы, как пена, которые уменьшают этот тепловой мостик, но эффект все равно сохраняется. Это затрудняет прикрепление домашних вещей к стенкам вашего фургона. Чтобы получить номинальное значение R в установках HVAC, Reflectix обернут поверх ряда пластиковых стоек, которые прикреплены к воздуховоду, что, следовательно, требует много времени и редко выполняется должным образом в домашних условиях.

• Лучистое тепло, которое вы блокируете, исходит от стен вашего фургона. Стены обогреваются от солнца и окружающей среды.Затем они излучают тепло в воздушный зазор между стенкой фургона и изоляцией. Затем ваш Reflectix отразит тепло обратно в стены фургона. Лучистая энергия не исчезает волшебным образом после отражения. Теперь вы нагреваете стены фургона с обеих сторон и нагреваете воздух между ними. Воздух не удерживает много тепла, поэтому чистый выигрыш от Reflectix по-прежнему положительный, но не так сильно, как если бы это тепло не удерживалось внешними стенками фургона.

• Добавление радиационного барьера означает одновременное добавление пароизоляции.Стены вашего фургона не пропускают воздух, как и Reflectix. Укладка этих пароизоляционных материалов — плохая практика, потому что, если влага попадет между ними, что неизбежно произойдет, она не сможет легко выйти обратно. Он будет задерживаться в теплом воздухе между перегородками, и проблема с плесенью возникнет раньше, чем позже.

Утепление пола

Удивительно эффективный способ изолировать ваш автомобиль от жары — это использовать надлежащую изоляцию пола. Из-за конвекции и излучения горячий воздух будет проходить через пол от двигателя и выхлопных газов во время движения. Это также может произойти, если вы припарковались на горячей поверхности, например на тротуаре.

Основная цель — хорошо изолировать пол от проводимости. Для этого используются те же методы и материалы, что и для стен в холодное время года, например, пена с высоким коэффициентом сопротивления теплопередаче. Подробнее о материалах читайте в этой статье.

Если вы амбициозны и думаете, что будете много водить, вы можете добавить теплозащитный материал на пол вашего фургона, чтобы уменьшить теплоотдачу от выхлопных газов и двигателя. Более эффективно вы можете приобрести теплозащиту для глушителя и выхлопной системы.

Продвинутый совет : можно приобрести недорогой лазерный указывающий термометр, чтобы определить, какие области вашего фургона передают больше всего тепла. Это может помочь вам определить, какие точки требуют большей изоляции, или какие области автомобиля требуют наибольшего внимания.

Вентиляторы и обдув

Соответствующий воздушный поток имеет большое значение для комфорта вашего фургона. Чтобы воздушный поток работал, рекомендуется как минимум два отверстия: одно для забора воздуха, а другое — для втягивания воздуха. Чем дальше вы разместите эти отверстия, тем больший поток воздуха вы получите во всем автомобиле.

Примером плохого воздушного потока может служить вентиляционный вентилятор в кабине (над сиденьем водителя) в сочетании с открыванием окна водителя. Воздух будет течь между ними, но вы не получите свежего воздуха в задней части автомобиля.

Если у вас есть вентилятор в кабине и вы открываете задние окна, воздух будет проходить через большую часть фургона. Чтобы обеспечить максимальную циркуляцию воздуха, в течение дня открывайте разные двери и окна.В зависимости от того, где вы проживаете, ошибки могут стать основным фактором гибкости вашей вентиляции. Чтобы оставаться комфортным, необходимы такие варианты, как создание нестандартных оконных экранов или покупка больших сеток от насекомых для боковых и задних дверей.

Действия: Для правильного воздушного потока:

• Открытые двери и окна
• Установите стационарный вентиляционный вентилятор в свой автомобиль

Прочтите наш пост: лучшие вентиляторы на крыше для фургонов

Если вас беспокоит установка крышного вентилятора, можно приобрести портативные вентиляторы меньшего размера, работающие от батарей, однако они не будут такими же эффективными, как крышные вентиляторы.

Навесы и навесы на крышу

Крыша вашего фургона будет поглощать много тепла в течение дня. Размещение белой фанеры или другого светоотражающего материала над крышей уменьшит количество тепла, которое может попасть внутрь.

Если вы паркуетесь на одном месте в течение длительного периода времени, подумайте о том, чтобы повесить навес или брезент над автомобилем в качестве полупрозрачного приспособления. Возможность припарковать автомобиль в тени существенно повлияет на количество тепла, которое достигает фургон.

Прикрепив тент к багажнику на крыше или сбоку вашего автомобиля, вы получите затененное место, где можно болтаться в жару. Мы установили навес, чтобы мы могли сидеть на улице под дождем, но обнаружили, что он намного полезнее в жаркую погоду.

Дополнительные подсказки

Как жители фургонов, мы рекомендуем следить за погодой для максимального комфорта. Если возможно, летом направляйтесь на север или на большую высоту. Постарайтесь припарковаться в тени и лицом на север, если это возможно. Это позволит минимизировать попадание прямых солнечных лучей на большие окна.

Проведите день в прохладном месте, например, в торговых центрах, библиотеках или музеях. Ограничьте деятельность внутри фургона, например приготовление пищи.

Это может показаться нелогичным, но в жаркие ночи часто удобнее спать на улице. Мы проводим много времени в кемпинге или на территории BLM и держим спальные мешки и небольшую туристическую палатку в фургоне. Мы обнаружили, что спать в палатке удобнее, чем в фургоне, если мы попали в жару.

Дополнительные уловки и советы читайте в нашем посте: уловки и советы, чтобы сохранять хладнокровие летом

Кондиционеры, охладители болот и другое активное охлаждение

Вы можете спросить, почему никто никогда не устанавливал кондиционер в своем фургоне.Правда в том, что у людей есть. Можно установить кондиционер, но это непрактично, если у вас нет генератора или берегового источника питания. Кондиционер требует огромной мощности для работы.

Используя солнечную энергию, вы можете запустить кондиционер, но для этого потребуется так много солнечных панелей и батарей, что для большинства людей это непрактично. Этот обитатель фургона смог сделать это с 1000 Вт панелей, инвертором 2000 Вт и 780 Ач аккумулятора. Эти вещи становятся довольно дорогими и громоздкими, но для тех, кто строит спринтер, это не исключение.

Swamp работают за счет испарения воды с помощью вентилятора, который создает прохладный воздушный поток. Из-за процесса испарения они не работают во влажной среде. Кроме того, им требуется приличное количество энергии для работы вентилятора и источника воды. Самодельные кулеры для болот, которые вы видите в Интернете, не работают должным образом в небольших помещениях из-за того, как быстро воздух насыщается влагой, и из-за отсутствия эффективной поверхности испарения, с которой они обычно строятся. По этим причинам проще использовать другие методы охлаждения, описанные в этой статье.

Установка отражателей на солнечные панели для увеличения мощности

Цену на черепицу Tesla Solar в Канаде по-прежнему сложно подсчитать, отчасти потому, что цифры, сообщаемые самой Tesla, ниже, чем предполагают отраслевые исследования.
По данным Tesla, средняя стоимость Tesla Solar Roof , которую вы ожидаете заплатить, составляет около 21,85 доллара за квадратный фут.
По оценке и в соответствии с опубликованной Telsa ценой на солнечную черепицу, покрытие крыши площадью 1000 квадратных футов черепицей Tesla обойдется менее чем в 22 000 долларов США.Однако, когда мы немного покопались, чтобы убедиться, что это правда, мы обнаружили много противоречивых цифр.

Согласно сообщению Electrek, одна кровельная черепица стоит около 35 долларов за квадратный фут, и если эти цифры точны, тогда вы будете смотреть на 35 тысяч, просто для того, чтобы на ваш переулок упала стопка солнечной черепицы. Это не включает их установку и не решает проблему хранения солнечной энергии в домашних батареях. Одна батарея Tesla Powerwall проработает около 10 000 долларов США, и опять же, это не включает установку.

Мы участвуем в установке солнечных панелей в штате Мэн, США, чтобы помочь домовладельцу достичь цели по отключению от сети, и после изучения всех вариантов для нашего клиента мы закончили установкой солнечного трекера , и следующим шагом будет буду устанавливать домашний аккумулятор.

Несмотря на то, что клиент является большим поклонником Tesla, на сегодняшний день не похоже, что домашние аккумуляторы Tesla предлагают лучшее соотношение цены и качества.