Радиационное охлаждение

В районах с сухим жарким климатом большое количество теплоты излучается в ночное время в открытый космос. Температура космического пространства близка к абсолютному нулю, однако атмосфера Земли влияет таким образом, что эффективная температура излучения ночного небосвода мало отличается от температуры наружного воздуха. В условиях прозрачной атмосферы эта температура ниже температуры воздуха на 8 - 14 °С в жарком влажном климате и на 14 - 20 °С в жарком сухом климате. Плотность потока излучения абсолютно черного тела при температуре небосвода - 11°С составляет 63 Вт/м2, а для материалов с высокой излучательной способностью при низких температурах, соответствующих длинам волн 8 - 12 мкм, плотность потока излучения может составлять 50 Вт/м2 и температура излучающей поверхности может понижаться на 20 - 40 °С. При ясном небе и прозрачной атмосфере вода в мелких открытых резервуарах в горах ночью замерзает.

Описанный эффект можно использовать для радиационного охлаждения здания. Для этого крыша дома должна быть изготовлена из металлического листа с передвижными теплоизоляционными щитами (рис. 43, а). В ночное время щиты снимают с металлической крыши и происходит излучение теплоты в окружающее пространство. Охлаждение помещений осуществляется в результате конвекции воздуха и излучения стен и пола. Для усиления охлаждающего эффекта крышу можно орошать тонкой пленкой испаряющейся воды. Днем теплоизоляционные щиты закрывают крышу и предотвращают ее нагрев солнечной радиацией. Под крышей можно разместить теплоизолированную горизонтальную перегородку с отверстиями для циркуляции воздуха. В ночное время возникает конвективное движение воздуха и при его контакте с излучающей крышей он охлаждается и соответственно охлаждает здание.

Рис. 43. Радиационное охлаждение дома с излучающей металлической крышей (а) и резервуаром с водой (б)

Рис. 43. Радиационное охлаждение дома с излучающей металлической крышей (а) и резервуаром с водой (б)

1 - металлическая крыша; 2 - теплоизоляционные щиты (панели); 3 - резервуар с водой