Презентация по технологии Умные окна

«Умные окна» Подготовил мастер п/о: Люмин И.П.

Группа учёных из МГУ им. М.В. Ломоносова вплотную приблизилась к изобретению «умного окна», позволяющего с помощью совершенно иного принципа действия регулировать степень проницаемости стекла и быстро менять цвет, получившего название электрохромное окно.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Электрохромное окно Само по себе электрохромное стекло уже давно не являются новинкой, но поистине инновационным решением в разработке отечественных ученых стало применение для «умного окна» особого рабочего вещества, повышающего контрастность конечного продукта. Инновационное электрохромное устройство, разработанное под руководством академика Алексея Хохлова, позволяет управлять цветом и светопропусканием за счёт подачи внешнего напряжения. Помимо этого, электрохромные окна могут применяться для снижения нагревания помещений под воздействием прямого солнечного света, что очень актуально для жарких климатических зон. Еще одним нюансом новинки является: если не подавать ток на стекло, то оно сохраняет базовую нейтральную окраску.

Умные окна «Умные окна», МГУ им. М.В. Ломоносова В основу прототипа отечественного «умного окна» положены электрохромные стёкла по специальной технологии, способные менять цвет под воздействием электрического поля, позволяя гибко контролировать степень окраски. В электрохромных материалах за счёт приложения внешнего напряжения (в данном случае около 2 В) начинают протекать окислительно-восстановительные реакции, что приводит к изменению положения электронных уровней. После приложения лишь небольшого напряжения «умное окно» из прозрачного постепенно становится синим. Это стало возможным благодаря синтезированному в ИНЭОС РАН проводящего электрохромного поливиологена, который является в этом устройстве основным рабочим веществом. Повышению контрастности и соблюдению электронейтральности после процесса окисления/восстановления способствовало применение низкомолекулярного проводящего димера анилина. Тщательно подобранные вспомогательные компоненты электрохромной смеси (электролит, загуститель и прочие) также существенно повлияли на получение хороших рабочих характеристик «умного окна».

В рамках эксперимента, устройство, которое состоит из двух проводящих стекол с электрохромной смесью, закаченной между ними, после подачи напряжения менее чем за секунду обратимо меняло свой цвет, сохраняя свои свойства после 10 тысяч подобных переключений. Путём изменения химической структуры электрохромных веществ, реально производить «умные окна», способные переключаться между несколькими цветами. В настоящее время отечественные исследователи сосредоточены на улучшении надёжности базовых характеристик своей разработки, поскольку инновационную технологию вполне реально совмещать с другими активно внедряемыми сегодня на рынке энергосберегающими технологиями для окон. По словам Алексея Хохлова, электрохромные стёкла и энергосберегающие окна не противоречат одно другому. Производятся окна из теплоизолирующих материалов для холодного времени, а потом добавляется слой электрохромного материала к этим же стёклам, превращая их в материал для летнего времени. Элемент регулирования включается за счёт небольшого электрического поля, поэтому разные подходы вполне возможно совместить.

По тематике электрохромных окон учёные МГУ им. М.В. Ломоносова некоторое время работали при участии корейской компании LG Chem. Были получены интересные результаты, накоплен полезный опыт. Позже сотрудничество с LG перетекло в другое русло, но отечественные учёные, разглядев перспективность этого направления, решили продолжить работу. Появление новых идей и собственных разработок, связанных с синтезом электрохромных полимерных соединений, способствовало решению возобновить исследования. Учёные не сомневаются, что полученные материалы могут быть интересны промышленности окон и дверей, в том числе и небольшим компаниям. Вероятно, этому в немалой степени будет способствовать заинтересованность государства, заключившего контракт с МГУ. Если подобные оптические технологии оправдают на практике чаяния учёных, то смогут найти применение в энергосберегающих проектах, требующих гибкого контроля освещённости.

Благодаря инновационным «умным окнам» реально не только в новом цвете увидеть окружающий мир, но и защититься от палящего летнего солнца и согреться в трескучий мороз. Разработчики электрохромного окна надеются, что их проект не будет позиционироваться в качестве очередного фантастического хай-тека отечественного разлива, а наконец-то, поможет шагнуть более решительно от сталинских батарей к передовым энергосберегающим технологиям, которые в настоящее время многие российские потребители расценивают, как далёкие и нереальные. Приблизить рынок к эре «умных окон» стремятся учёные многих отечественных и зарубежных научно-исследовательских институтов. Остаётся ждать, что их упорство увенчается успехом и пользователь получит фантастическую технологию по реалистичным ценам в ближайшее время.

Умные энергосберегающие окна Группа компаний из Дании, Ирландии и Германии разработала технологию, которая изменяет интеллект окон. Умные окна, благодаря улучшенной системе вентиляции, значительно повышают энергетические параметры помещений. Окна, особенно старые, являются источником больших потерь тепла в здании. Через них может расходоваться до 30-50% тепла или холода.

Европейские производители и поставщики окон и вентиляционных систем попытались решить эту проблему. Они создали новую уникальную технологию эффективной рекуперации тепла для окон жилых и общественных зданий. Умные энергосберегающие окна имеют автоматическое охлаждение, что очень удобно в жаркую погоду и помогает значительно снизить затраты на кондиционирование воздуха.

Как работают умные энергосберегающие окна? Нашей инновацией на самом деле является пассивная система вентиляции с рекуперацией тепла. Результаты испытаний показывают, что в стандартном здании, оснащенном только умными энергосберегающими окнами, энергетическая эффективность повышается на 18-24% - говорит представитель проекта, Брайан ОБрайен.

В регионах с холодным климатом умные энергосберегающие окна повышают комфорт в помещении путем подогрева поступающего с улицы воздуха на северных, восточных и западных фасадах, на южной стороне используется солнечная тепловая энергия. Для регионов с более жарким климатом смарт окна имеют систему автоматического охлаждения, которая позволяет проникать в помещение дневному свету, но снижает нежелательный перегрев. Оптимизированная теплоизоляция, использование солнечной энергии и управление освещением могут значительно увеличить энергоэффективность и тепловой комфорт жилых и общественных зданий, не имеющих эффективных систем вентиляции - говорит Брайан ОБрайен.

Они имеют следующие достоинства: 1. Лучше сохраняют тепло. Это стало возможно благодаря конструкции стеклопакетов. Она состоит из 2-3 камер, в пространство между которыми заполняют инертный газ. Кроме того, на стекло со стороны комнаты наносят специальное металлическое покрытие, через которое лучи проникают только в направлении помещения. Что позволяет удерживать большую часть тепла внутри дома. 2. Защищают от солнечных лучей. Стекло конструкции по желанию владельца может становиться матовым или же приобретать голубой цвет, который позволяет наполнить комнату рассеянным светом. Очень оригинально в последнем случае выглядит панорамное остекление. 3. Работают автоматически. Любую функцию «умных» окон можно запрограммировать. Такую конструкцию легко «научить» поднимать рольставни по утрам и закрывать их вечером или при ухудшении погодных условий, открывать при необходимости вентиляционный клапан и т.д. 4. Не загрязняются. «Умные» окна просты в уходе, так как их покрытие включает наночастицы, которые уменьшают смачиваемость поверхности. Все виды загрязнений легко скатываются с такого стекла, оставляя его чистым.

Понятно, что «умное» окно требует существенных финансовых затрат и на приобретение, и на монтаж. Но это в дальнейшем полностью окупается за счёт экономии энергии.

КОНЕЦ Спасибо за внимание!!!