Китайские ученые разработали окно, которое охлаждает помещение без кондиционера

Исследование в журнале Infrared Physics & Technology описывает систему пассивного охлаждения, встроенную в оконное стекло. Устройство блокирует 92% солнечного излучения, не потребляя электроэнергию. Разработка получила название THCW (Transparent Heat-Reflective Cooling Window) — прозрачное теплоотражающее охлаждающее окно.

Механизм работает за счет пассивного радиационного охлаждения. Стекло пропускает видимый свет, но препятствует проникновению тепла внутрь. Накопленная энергия выбрасывается напрямую в космическое пространство. Система автономна и не требует участия вентиляторов или компрессоров.

Технология фильтрации света и тепла

Конструкция состоит из шести чередующихся слоев, нанесенных на стеклянную подложку диаметром 20 миллиметров. В состав входят силиконовый полимер, оксид алюминия, серебро, оксид титана и сульфид цинка. Толщину каждого слоя подобрали с помощью алгоритмов оптимизации.

Такая структура пропускает 60% видимого света, отражает 92% ближнего инфракрасного излучения и испускает 93,8% энергии в дальнем инфракрасном диапазоне. Последний показатель совпадает с «окном прозрачности» атмосферы (8–13 микрон). В этом промежутке тепло проходит сквозь слои воздуха, не нагревая их, и уходит в космос.

Результаты испытаний и экономия энергии

Во время тестов в китайском городе Чжэнчжоу при температуре воздуха выше 37 °C поверхность нового стекла сохраняла температуру около 17 °C. Охлаждение относительно окружающей среды составило 16 градусов. Расчетный поток радиационного охлаждения достиг 162 Вт на квадратный метр.

Моделирование в программе EnergyPlus показало потенциал экономии электричества в разных климатических зонах. В Нью-Дели использование таких окон сбережет 72,39 кВт⋅ч на квадратный метр в год. В Барселоне или Лондоне экономия составит около 20 кВт⋅ч.

Авторы проекта из Университета Хэнань и Северо-Западного политехнического университета отмечают, что их метод производства проще существующих аналогов и подходит для массового внедрения. В дальнейшем технологию планируют интегрировать с фасадными солнечными панелями.