Η ολοένα μεγαλύτερη χρήση κλιματιστικών (η ζήτηση ενέργειας για AC αναμένεται να διπλασιαστεί έως το 2050) λόγω της ανόδου της θερμοκρασίας παρότι φέρνει δροσιά, ευθύνεται για περίπου 1.950 εκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα ετησίως (ίσο με το 3,94% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου).
Προκειμένου να βρεθεί μια βιώσιμη λύση και εναλλακτική λύση στις συσκευές κλιματισμού, οι ερευνητές του Washington State University (WSU) πειραματίζονται με έναν θάλαμο 60 τετραγωνικών ποδιών για να δοκιμάσουν αρχαίες μεθόδους ψύξης.
Φαίνεται να βρήκαν τη λύση στα παθητικά συστήματα ψύξης που χρονολογούνται περίπου στο 2500 π.Χ. στην αρχαία Αίγυπτο.
Προκειμένου να μειώσουν τις θερμοκρασίες, οι επιστήμονες δε χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια, αλλά παθητικά συστήματα που χρησιμοποιούν πύργους ανέμου για την εξάτμιση του νερού.
«Η ψύξη είναι ολοένα και μεγαλύτερη σε ζήτηση στα κτίρια, ειδικά καθώς το κλίμα γίνεται πιο ζεστό. Μπορεί να υπάρχει συμπερίληψη μηχανικών συστημάτων, αλλά πώς μπορούμε να ψύξουμε τα κτίρια αρχικά πριν βασιστούμε στα μηχανικά συστήματα;», δήλωσε ο Al-Hassawi, επίκουρος καθηγητής στη Σχολή Σχεδιασμού και Κατασκευής του WSU, σε δελτίο Τύπου.
Θάλαμος με ηλιακή ενέργεια μπορεί να δροσίσει ένα δωμάτιο
Ήδη έχουν αρχίσει τους πειραματισμούς. Συγκεκριμένα θάλαμος δοκιμής που μοιάζει πολύ με ένα τεράστιο κοντέινερ πλοίου, λειτουργεί με ηλιακή ενέργεια με αποθήκευση μπαταρίας και δεν απαιτεί τροφοδοσία δικτύου.
Ο θάλαμος μπορεί να θερμανθεί σε θερμοκρασία μεταξύ 125 και 130 βαθμών Φαρενάιτ (52 και 54 βαθμών Κελσίου) σε μια προσπάθεια να δοκιμαστεί το αποτέλεσμα ψύξης του συστήματος.
Το παθητικό σύστημα ψύξης καθοδικού ρεύματος έχει δοκιμαστεί κάτω από τις ζεστές, ξηρές συνθήκες του Phoenix της Αριζόνα.
«Μπορούμε να προσομοιώσουμε ακραίες συνθήκες. Με μοντέλα μικρότερης κλίμακας, μπορούμε επίσης να κάνουμε πολύ πιο γρήγορες δοκιμές και να έχουμε αποτελέσματα νωρίτερα από το να περιμένουμε την κατασκευή πρωτοτύπων μεγάλης κλίμακας», είπε ο Αλ-Χασάουι.Από τον αριθμό των 1.950 εκατομμυρίων τόνων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα ετησίως λόγω των κλιματιστικών, 531 εκατομμύρια τόνοι προέρχονται από ενέργεια που δαπανάται για τον έλεγχο της θερμοκρασίας και 599 εκατομμύρια τόνοι από την αφαίρεση της υγρασίας.
«Υπάρχουν πολλές νέες κατασκευές με τον αυξανόμενο παγκόσμιο πληθυσμό που πρόκειται να συμβεί τα επόμενα χρόνια και πολλές από αυτές θα γίνουν στον αναπτυσσόμενο κόσμο.
Επομένως, αν κατασκευάζουμε όπως χτίζαμε και συνεχίσουμε να βασιζόμαστε σε μηχανικά συστήματα για να ανταποκριθούμε στις απαιτήσεις ψύξης, αυτό θα είναι ένα ζήτημα.
Θα χρειαστεί πολύ περισσότερος κλιματισμός, ειδικά με την αύξηση του πληθυσμού στις θερμότερες περιοχές του κόσμου», διατείνεται ο Αλ-Χασάουι.
Η αρχαία Αίγυπτος δίνει… τη λύση
Τα παθητικά συστήματα ψύξης χρονολογούνται περίπου στο 2500 π.Χ. στην αρχαία Αίγυπτο.
Η στρατηγική που χρησιμοποιείται για την ψύξη περιλαμβάνει τη συγκέντρωση αέρα χρησιμοποιώντας πύργους ανέμου.
Σε θερμές περιοχές, η υγρασία εξατμίζεται η οποία με τη σειρά της ψύχει τον αέρα.
Ο ψυχρός αέρας γίνεται βαρύς και βυθίζεται από τη βαρύτητα σε ένα χώρο διαβίωσης από κάτω.Ο Αλ-Χασάουι εξέφρασε την αισιοδοξία του για το προαναφερόμενο εγχείρημα που θα συνδυάζει τεχνικά το παλιό με το νέο.
Όπως είπε «είναι μια παλαιότερη τεχνολογία, αλλά έχει γίνει μια προσπάθεια καινοτομίας και χρήσης ενός μείγματος νέων και υπαρχουσών τεχνολογιών για τη βελτίωση της απόδοσης και της ικανότητας ψύξης αυτών των συστημάτων.
Γι’ αυτό η έρευνα σαν αυτή θα βοηθούσε πραγματικά.
Πώς μπορούμε να αντιμετωπίσουμε το σχεδιασμό κτιρίων, να αναβιώσουμε μερικές από αυτές τις πιο αρχαίες στρατηγικές και να τις συμπεριλάβουμε στη σύγχρονη κατασκευή κτιρίων;
Ο θάλαμος δοκιμών γίνεται μια πλατφόρμα για να γίνει αυτό».Οι ερευνητές ελπίζουν ότι καθώς η Γη συνεχίζει να γίνεται θερμότερη, τα AC θα αντικατασταθούν από αυτά τα σχέδια παθητικού συστήματος. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Energies.
Σύνοψη μελέτης
Η εξοικείωση με αυτά τα συστήματα παραμένει χαμηλή και η καινοτομία στον τομέα είναι περιορισμένη λόγω της έλλειψης οικονομικών, προσιτών μεθόδων αξιολόγησης της απόδοσης.
Αυτό το έγγραφο αναφέρει το σχεδιασμό, την κατασκευή και τη θέση σε λειτουργία ενός προσιτού, αυτόνομου περιβαλλοντικού θαλάμου δοκιμών.
Ο νέος θάλαμος αναπαράγει μια σειρά εξωτερικών συνθηκών που είναι κοινές σε ζεστές, ξηρές περιοχές, καθιστώντας δυνατές δοκιμές πρωτοτύπων μειωμένης κλίμακας όλο το χρόνο.Αναφέρονται δεδομένα από τη δοκιμή βαθμονόμησης, τα οποία δεν δείχνουν σημαντική διαφορά στην απόδοση εξάτμισης όταν ένα πρωτότυπο μειωμένης κλίμακας που δοκιμάστηκε στον θάλαμο συγκρίνεται με σύνολα δεδομένων από προηγούμενη δοκιμή πλήρους κλίμακας.
Η ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιώντας ένα ανεξάρτητο δείγμα διπλής ουράς t-test με διάστημα εμπιστοσύνης 95% βρήκε μια τιμή p 0,75.
Ενώ οι μετρημένες ταχύτητες αέρα εξόδου για πρωτότυπα μειωμένης κλίμακας και πλήρους κλίμακας διέφεραν σε κάποιο βαθμό (μέσο τετράγωνο σφάλμα ρίζας 0,45 m/s), τα αποτελέσματα ωστόσο θεωρήθηκαν συγκρίσιμα λόγω σφαλμάτων που εισήχθησαν από την ταχεία αλλαγή στις ταχύτητες και τις διευθύνσεις ανέμου στο πλήρες κλίμακα.Οι μελλοντικές τροποποιήσεις του θαλάμου θα διορθώσουν τις λανθασμένες ευθυγραμμίσεις μεταξύ των δεδομένων που συλλέγονται από τις δύο κλίμακες και θα αποτρέψουν τις παρατηρούμενες αυξήσεις στα επίπεδα σχετικής υγρασίας του θαλάμου κατά τη διάρκεια της δοκιμής.
www.worldenergynews.gr
