Mandar calor para o espaço sem gastar energia é mais barato do que se pensava

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/08/2019

O sistema de baixo custo resfria o ambiente ao redor absorvendo calor do ar e transmitindo-o para o frio do espaço exterior.
[Imagem: University at Buffalo]

Como mandar o calor para o espaço

Aparelhos de ar-condicionado que mandam o calor para o espaço sem gastar energia rapidamente estão se movendo de uma curiosidade científica para uma possibilidade real de aplicação.

Também conhecida como refrigeração radiativa ou refrigeração passiva, a técnica envia o calor para o espaço irradiando luz infravermelha numa faixa para a qual a atmosfera terrestre é transparente.

Lyu Zhou, da Universidade de Buffalo, nos EUA, criou agora um sistema de ar-condicionado sem energia muito simples e barato.

Refrigeração passiva

O cerne do sistema é um filme de alumínio revestido com um polímero transparente disponível comercialmente, o polidimetilsiloxano. O alumínio reflete a luz solar, enquanto o polímero absorve e dissipa o calor do ar circundante.

O filme é instalado dentro de uma caixa de isopor, na parte inferior de um "abrigo" solar especialmente projetado. O filme ajuda a manter o ambiente frio absorvendo o calor do ar dentro da caixa e transmitindo esse calor para o espaço - sem nenhum consumo de eletricidade.

"Uma das inovações do nosso sistema é a capacidade de propositadamente direcionar as emissões térmicas para o céu," explicou o professor Qiaoqiang Gan, cuja equipe havia apresentado recentemente um destilador solar com eficiência virtualmente perfeita.

"Normalmente, as emissões térmicas viajam em todas as direções. Descobrimos uma maneira de transmitir as emissões em uma direção estreita. Isso permite que o sistema seja mais eficiente em ambientes urbanos, onde há prédios altos em todos os lados. E usamos soluções de baixo custo, materiais comercialmente disponíveis, e descobrimos que eles funcionam muito bem," completou Gan.

Quando colocado ao ar livre durante o dia, o ar-condicionado sem energia reduziu a temperatura dentro da caixa em cerca de 6º C. À noite, esse número subiu para cerca de 11º C. À noite o rendimento é melhor porque o sistema não precisa se livrar do calor gerado pelo Sol.

A estrutura do sistema e uma idealização artística de sua instalação no teto de um edifício.
[Imagem: Zhou et al. - 10.1038/s41893-019-0348-5]

Como funciona o ar-condicionado sem energia

O filme de alumínio/polidimetilsiloxano foi colocado no fundo de uma caixa de isopor, acima da qual foi erguido um abrigo solar, feito de um material absorvente de calor disposto na forma de quatro paredes inclinadas para fora. Um cone quadrado invertido dentro das paredes completa o sistema.

Essa arquitetura serve a um duplo propósito: Primeiro, ajuda a capturar a luz do Sol. Em segundo lugar, a forma das paredes e do cone dirigem o calor emitido pelo filme em direção ao céu.

"Se você olhar para o farol do seu carro, ele tem uma certa estrutura que permite direcionar a luz em uma determinada direção," explicou Gan. "Seguimos esse tipo de projeto. A estrutura do nosso sistema de modulação do feixe [de calor] aumenta nosso acesso ao céu. A capacidade de direcionar as emissões melhora o desempenho do sistema em áreas populosas."

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