Блоги
Американские инженеры разработали индивидуальный нательный «термостат»

Американские инженеры разработали индивидуальный нательный «термостат»

Американские инженеры разработали индивидуальный нательный «термостат»


Терморегуляция существенно влияет как на комфорт и здоровье человека, так и на энергопотребление того или иного здания и даже целого региона. Сегодня на рынке представлено множество приборов, как согревающих, так и охлаждающих помещения и людей в них. Однако механизм их действия основан на принципе, не менявшемся многие годы: на нагревании или охлаждении всего окружающего пространства.

Американские инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего попробовали взглянуть на проблему с другого ракурса и в результате разработали уникальный терморегулирующий гаджет для ношения прямо на теле. Скрыть его под одеждой не составит труда: новое устройство мягкое, легкое и эластичное.

Как сообщается, изобретение состоит из гибкой батареи (слева на фото выше), эластичной печатной платы (в центре) и собственно охладительного (или нагревательного) элемента (справа; прикрыт белой тканью), представляющего собой столбики термоэлектрического сплава теллурида висмута, припаянные к тонким медным электродам в виде полосок и размещенные между двумя слоями резины Ecoflex, содержащей порошок нитрида алюминия, — эластичного соединения, хорошо проводящего тепло.

«Охладительно-нагревательный» элемент.

Для создания разницы температур «индивидуальный термостат» использует электричество, потребляя в среднем 0,2 Вт. С помощью электрического тока, поступающего из гибкого аккумулятора, он проводит тепло с одной поверхности «охладительно-нагревательного» элемента на другую. Таким образом, когда одна сторона элемента нагревается, другая охлаждается, и наоборот.

«При охлаждении мы используем электрический ток для «перекачивания» тепла из слоя, прилегающего к коже, во внешний слой устройства. А для нагревания мы пропускаем ток в обратную сторону, и тепло стремится в противоположном направлении», – объясняет ведущий автор изобретения в пресс-релизе университета.

По словам инженеров, их изобретение можно располагать в местах, которые имеют тенденцию нагреваться или охлаждаться первыми: стопы или кисти рук, шея, спина. «Умный механизм» поддержит нужную температуру и позволит своему хозяину чувствовать себя комфортно.

Отметим, что прибор уже хорошо показал себя в действии. За две минуты он охладил кожу испытуемого до установленной температуры 32 °C и сохранял ее при колебаниях внешней температуры от 22 °C до 36 °C.

Конечной целью инженеров является создание «умной одежды» из таких терморегулирующих элементов, которую можно будет сгибать, растягивать и скручивать, не боясь повредить внутренние механизмы. Создатели разработки уверены, что гораздо эффективнее поддерживать индивидуальную комфортную температуру тела человека, чем обогревать или охлаждать целое помещение.

Группа уже приступила к созданию жилета, способного регулировать температуру кожи, и надеется сделать разработку общедоступной в течение следующих нескольких лет. Планируется, что умный жилет будет потреблять до 26 Вт в обычный жаркий день и до 80 Вт (сравнимо с потреблением лэптопа) — в экстремальную жару. Для сравнения, стандартная система кондиционирования, используемая в офисах, потребляет десятки киловатт.

«Нательный термостат позволит вам чувствовать себя комфортно в более широком температурном диапазоне. Следственно, вам не нужно будет включать на полную кондиционер или обогреватель. По нашим расчетам, экономия электроэнергии может достигать 70%», — указали ученые.

Напоследок отметим, что статья, посвященная изобретению сотрудников Калифорнийского университета в Сан-Диего, опубликована в открытом доступе в журнале Science Advances.

Источник: TechXplore