數(shù)據(jù)中心冷卻：無(wú)電系統(tǒng)將多余的建筑熱量排放到太空

Patrick Nelson

我們都知道阻擋入射的陽(yáng)光有助于建筑物降溫，同時(shí)通過(guò)增加遮擋可以改善室內(nèi)熱環(huán)境。最近，科學(xué)家們一直在嘗試捕獲多余且不需要的太陽(yáng)熱能并將其排出以增強(qiáng)被動(dòng)冷卻，最好是將這些太陽(yáng)熱能排放到外太空，這樣就不會(huì)加劇全球變暖。

要讓這種“輻射冷卻”發(fā)揮作用有兩個(gè)困難。首先，以最佳方式引導(dǎo)熱量是非常困難的。

美國(guó)布法羅大學(xué)電氣工程副教授Qiaoqiang Gan在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)：“學(xué)校正在研究輻射概念。通常情況下，熱排放會(huì)向四面八方擴(kuò)散。這不利于熱量外溢，并且會(huì)將熱能傳遞到其他建筑物。”不過(guò)該校表示，他們最近已經(jīng)研究出了如何“將熱排放控制在一個(gè)很窄的方向上”。

其次，輻射冷卻是一種夜間現(xiàn)象。我們可以用黑色的路面來(lái)解釋這種現(xiàn)象，黑色路面白天吸收太陽(yáng)光，而在夜間，當(dāng)周圍空氣冷卻時(shí)熱量則會(huì)被釋放。

研究人員稱，布法羅大學(xué)的系統(tǒng)在白天工作。它們是由安裝在建筑物屋頂?shù)暮凶咏M成，盒子底部貼著一層由聚合物和鋁膜（如題圖所示）組成的材料。這層膜通過(guò)吸收熱量阻止屋頂周圍的區(qū)域變熱。聚合物從盒子里的空氣中吸收熱量，并將“這種能量發(fā)送到地球大氣層之外的外太空。”安裝在一起的盒子可以為整個(gè)屋頂遮擋陽(yáng)光，“同時(shí)薄膜將熱輻射射向天空”。聚合物本身會(huì)一起處于冷卻狀態(tài)。

這種方向性還解決了它們?nèi)绾卧诔鞘兄械膽?yīng)用問(wèn)題。在這種情況下，熱量是直接向上傳播的，而不被允許向四周發(fā)散，以防止傳遞給鄰近的建筑物。

布法羅大學(xué)制作的盒子大小大約為18英寸×10英寸。 為了增強(qiáng)冷卻效果，可以將多個(gè)盒子貼在屋頂上。

斯坦福大學(xué)也研發(fā)過(guò)類似冷卻系統(tǒng)

我以前曾經(jīng)寫過(guò)關(guān)于數(shù)據(jù)中心環(huán)境中使用被動(dòng)式輻射冷卻系統(tǒng)的文章。幾年前，斯坦福大學(xué)曾提出把天空當(dāng)作一個(gè)巨大的散熱器，這樣冷卻成本可以節(jié)約21%左右。斯坦福大學(xué)的系統(tǒng)使用了類似鏡子的面板，與布法羅大學(xué)的解決方案一樣，研究人員試圖解決與輻射加熱有關(guān)的第二個(gè)主要問(wèn)題，即如何讓它們?cè)诎滋焯?yáng)直射地面和周圍空氣被加熱時(shí)正常工作，這時(shí)你需要冷空氣來(lái)吸收熱空氣。

斯坦福大學(xué)的解決方案是在白天將陽(yáng)光從面板上反射走，這樣存儲(chǔ)下來(lái)的熱量即使在白天也能散發(fā)出去。不過(guò)，布法羅大學(xué)的研究人員表示，他們使用特殊材料的方法更好。

布法羅大學(xué)電氣工程副教授Haomin Song博士稱：“在陽(yáng)光燦爛的白天降溫是一個(gè)挑戰(zhàn)。在這種情況下，你需要找到防止屋頂升溫的辦法，還需要找到不吸收太陽(yáng)能的發(fā)射材料。我們的系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。”

布法羅大學(xué)在方向性方面的設(shè)計(jì)也很有意思。Gan稱：“如果看一下汽車的前照燈，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)，可以把光指向特定的方向。我們沿用了這種設(shè)計(jì)。我們的塑形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以將更多的熱量發(fā)送到太空中。”

本文作者Patrick Nelson為多個(gè)技術(shù)博客的撰稿人，同時(shí)還是《Producer Report》刊物的編輯兼出版人，小說(shuō)《蔓延主義》的作者。

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https：//www.networkworld.com/article/3435769/data-center-cooling-electricity-free-system-sends-excess-building-heat-into-space.html