Miért elengedhetetlenek az újító hűtési technológiák
Sneha Sachar, aki életének felét Delhiben töltötte, majd Kaliforniába költözött, jól ismeri a hőséget. Azonban azt tapasztalja, hogy szülővárosa most sokkal forróbb, mint amikor felnőtt. Az autós közlekedés is rendkívül kényelmetlenné vált bizonyos hónapokban – mondja Sachar, aki a Clean Cooling Collaborative-nél dolgozik, egy olyan filantróp kezdeményezésnél, amely a jobb hűtési megoldásokra összpontosít. Az emelkedő hőmérsékletek különösen súlyos hatással vannak a kültéri munkavállalókra. „Ez valóban befolyásolja az emberek megélhetésének fenntartására való képességét” – tette hozzá. Sachar hangsúlyozta, hogy számos alacsony technológiájú megoldás létezik az épületek hűtésére, például a levegő áramlásának optimalizálása. A kültéri munkavállalók számára pedig már egy 20 perces szünet a hőség és a páratartalom elől, például jól megtervezett hűtőállomásokon, jelentős különbséget jelenthet. Azonban a klímaváltozás miatt a aktív hűtés egyre fontosabbá válik, ahogy a hőmérsékletek tovább emelkednek.
A Morgan Stanley előrejelzése szerint a hűtési piac éves növekedési üteme, amely már most is 235 milliárd dollárt (180 milliárd fontot) ér el, 2030-ra több mint megduplázódhat. A jelenlegi hűtőberendezéseknek azonban komoly hátrányai vannak. Az egyik probléma a hűtőközeg, amely a hő átvitelére szolgáló folyadék, és gyakran szivárog a standard rendszerekből, csökkentve ezzel a hatékonyságot és potenciálisan egészségügyi problémákat okozva. A mai hűtési megoldásokban használt hűtőközegek többsége hidrofluor-karbon (HFC), amelyek szintetikus gázok, magas globális felmelegedési potenciállal. Az HFC-k sokkal erősebbek, mint a szén-dioxid. Egy lehetőség a hűtőközegek klímabarátabb változatokra való cseréje. Azonban a globális felmelegedési potenciál alacsonyabb hűtőközegeknek is megvannak a maguk problémái. Például a propán rendkívül gyúlékony, míg az ammónia mérgező. A szén-dioxid magas nyomáson működik, ami speciális berendezéseket igényel. Azonban, ahogy sok helyen csökkentik az HFC-k használatát, az alternatív hűtőközegek továbbra is fontosak maradnak. Sachar szerint továbbra is szükség van hűtőközegekre, mert a „hagyományos légkondicionálók, ahogyan ma ismerjük őket, a következő évtizedben még mindig megoldást jelentenek”.
Hosszú távon azonban egyes tudósok olyan hűtési megoldások irányába fordulnak, amelyeknek nincs szükségük folyékony hűtőközegre. Lindsay Rasmussen, az RMI energiával foglalkozó non-profit szervezet épület- és területhasználati projektjeinek menedzsere ezeket „forradalmi technológiáknak” nevezi. Az egyik ilyen forradalmi megoldás a szilárdtest-hűtés, amely szilárd anyagokat és valamilyen további erőt használ a hőmérséklet változásának előidézésére. Ez az extra erő lehet nyomás, feszültség, mágnesek vagy mechanikai stressz. Rasmussen szerint a szilárdtest-eszközök messzebb mennek az apró fejlesztéseknél, mert „nemcsak hogy megszüntetik a rendkívül szennyező hűtőközegeket, hanem a rendszerek hatékonyságát is javíthatják”.
Az RMI 10 és 20 olyan startupot azonosított, amelyek szilárdtest-hűtőberendezések korai verzióin dolgoznak. Az egyik ilyen vállalat a német Magnotherm, amely mágneseket használ. Bizonyos anyagok hőmérséklete változik, amikor mágneses mezőnek vannak kitéve. Timur Sirman, a Magnotherm vezérigazgatója és társalapítója elmondta, hogy „a technológiánk alapvetően biztonságos, mert nem mérgező, fém alapú, és nagyon alacsony nyomáson működik”. A mágneses hűtés gondolata már évek óta létezik, de a kereskedelmi alkalmazás viszonylag új. A Magnotherm eddig körülbelül 40 italhűtőt és öt hűtőszekrényt épített, egy eddig manuális és belső folyamat keretein belül. Sirman szerint a permanens mágnesek a technológia legdrágább részét képezik, de „ez sosem romlik el, így mindig újra tudjuk használni ezt a költséges komponenst”.
A cég alternatív mágneses mezők forrásainak keresése mellett optimalizálja az anyagokat is, mivel célja, hogy drámaian növelje az eszközök hűtési kapacitását. Sirman hiszi, hogy ha figyelembe vesszük a hűtőközegek hatékonysági és egészségügyi problémáit, mint például a szivárgásokat, a Magnotherm termékek versenyképesek lehetnek árazás szempontjából. Ugyanakkor elismeri, hogy a cég italhűtői jelenleg meglehetősen drágák, és az ügyfeleik általában az új technológiák korai elfogadói.
Egy másik, fejlesztés alatt álló technológia a termoelektromos hűtés, amely a hő átvitelét jelenti egy eszköz két oldalán. Az elektromos energia alkalmazásával a hő a folyás irányába mozog. Az Egyesült Államokban alapított Phononic nevű termoelektromos startup már több millió hűtőberendezést értékesített, beleértve adatközpontokat, szupermarketeket és más épületeket. „A chipjeink nagyon vékonyak és kicsik, de nagyon hidegek. Csak kis mennyiségű áramot fogyasztanak a hideg előállításához, de rendkívül hatékonyak” – mondta Tony Atti, a Phononic vezérigazgatója.
A termoelektromos eszközök könnyen ki- és bekapcsolhatók, ami segít csökkenteni a költségeket, az energiafelhasználást és a helyigényt. „Szeretjük a szükségletek szerinti hűtést bemutatni” – tette hozzá Atti. Egy másik előny, hogy a termoelektromos hűtés csendben működik, mivel „nincsenek mozgó alkatrészek” – magyarázta Rasmussen. Ezzel szemben a hagyományos gőzkompressziós rendszerek szivattyúkat, kondenzátorokat és expander rendszereket tartalmaznak, amelyek sok zajt generálnak.
A szilárdtest-hűtés egy másik típusa az elastocaloric hűtés, amely mechanikai stressz alkalmazásával ér el hőmérsékletváltozást elastocaloric anyagokban. Négy európai ország kutatói együttműködnek a SMACool projekten, amely egy elastocaloric légkondicionáló, amely specifikus fémötvözetekből készült fémtömlőket használ. Jelenleg az elastocaloric prototípusok hűtési kapacitása sokkal alacsonyabb a kereskedelmi légkondicionálóknál, és a SMACool maximális lehetséges hatékonysága is al
Ezeket is érdemes megnézni
Újabb gyanúsítottat fogtak el a feltételezett kriptovalutás kínzás ügyében
Az EU vámokkal fenyegeti az amerikai autókat és repülőgépeket
