В Мадриде испытали радиационно-ёмкостное охлаждение зданий: до 12 °C относительно эталонной ячейки

Группа исследователей, в которую входят Эдуардо Гонсалес-Крус, Глория Перес и Борха Фрутос, испытала в Мадриде радиационно-ёмкостную систему охлаждения зданий (RCCS). Исследование опубликовано в журнале Building and Environment, о нём сообщает ecoinventos.com ecoinventos.comecoinventos.comecoinventos.comОткрыть источник ↗. Система отводит тепло без компрессора и холодильного цикла: наружные радиаторы обращены к небу, а панели с водой установлены в потолке помещения. Исследователи использовали две экспериментальные ячейки в натуральную величину: одну с системой, другую в качестве эталона, в летних условиях при ясном небе. Максимальная наблюдаемая разница с эталонной ячейкой составила 12 °C.

Как работает радиационное охлаждение в системе

Принцип — радиационное охлаждение. Любое тело излучает инфракрасную энергию, и поверхность, рассчитанная на эффективное излучение в сторону неба, теряет тепло и остывает без компрессора. Ночью, когда нет солнечного излучения, процесс особенно эффективен. Днём радиаторы могут работать с покрытиями пассивного дневного радиационного охлаждения (PDRC): они отражают значительную часть солнечного излучения и излучают тепловую энергию в выбранных инфракрасных диапазонах; дневная эффективность зависит от погоды.

Внутри здания потолочные панели служат поверхностью теплообмена и накопителем. Когда они холоднее воздуха в помещении, они поглощают тепло излучением и конвекцией, а их тепловая масса сглаживает колебания температуры. Источник отмечает, что это не обязательно означает полную автономность установки или нулевое потребление электроэнергии.

Измеренные показатели и открытые вопросы

Наружные радиаторы показали медианную холодопроизводительность около 56 Вт/м², в разных сериях опытов — от 43 до 74 Вт/м² ecoinventos.comecoinventos.comecoinventos.comОткрыть источник ↗. Внутренние панели отводили в среднем 2,8–3,2 кВт·ч тепловой энергии в сутки в зависимости от конфигурации, или 432–494 Вт·ч/м² площади панели. Коммерческое PDRC-покрытие продлило период эффективного охлаждения на 2–4 часа в сутки и увеличило ежесуточно отводимое тепло более чем на 10 %.

Цифра 12 °C — максимальная разница с эталонной ячейкой, а не гарантия для любого жилья. Полного экономического сравнения и процента экономии электроэнергии относительно коммерческих кондиционеров исследование не даёт. Облачность и высокая влажность могут снижать эффективность. Зданиям с большим остеклением, плохой изоляцией или высокими внутренними тепловыделениями может не хватить мощности системы. Если панели опускаются ниже точки росы, на них может появиться влага, поэтому нужны регулирование и контроль. Стоимость монтажа, долговечность покрытий, обслуживание гидравлического контура и работа при длительной жаре ещё предстоит изучить.