Kako svijet postaje topliji, predviđa se da će se upotreba sistema za klimatizaciju koji zahtijevaju energiju znatno povećati, što će opteretiti postojeće električne mreže i zaobići mnoge lokacije sa malo ili nimalo pouzdane električne energije. Sada, inovativni sistem razvijen u MIT-u nudi način da se koristi pasivno hlađenje za očuvanje usijeva i dopunu konvencionalnim klima-uređajima u zgradama, bez potrebe za strujom i malom potrebom za vodom.
Sistem, koji kombinuje radijaciono hlađenje, hlađenje isparavanjem i toplotnu izolaciju u tankom pakovanju koje bi moglo da liči na postojeće solarne panele, može da obezbijedi do oko 9,3 stepeni Celzijusa hlađenja od temperature okoline, što je dovoljno da omogući bezbijedno skladištenje hrane za oko 40 procenata duže u veoma vlažnim uslovima. Može utrostručiti bezbijedno vrijeme skladištenja u uslovima sušenja.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Cell Reports Phisical Science, u radu postdoktoranta MIT-a, Žengmao Lua, Arnija Leroja, i profesora Džefrija Grosmana i Evelin Vang.
Iako je potrebno više istraživanja kako bi se smanjila cijena jedne ključne komponente sistema, istraživači kažu da bi na kraju takav sistem mogao igrati značajnu ulogu u zadovoljavanju potreba za hlađenjem mnogih dijelova svijeta gdje nedostatak električne energije ili vode ograničava upotrebu konvencionalnih sistema za hlađenje.
Lu je rekao da ova tehnologija kombinuje neke od dobrih karakteristika prethodnih tehnologija kao što su hlađenje isparavanjem i radijaciono hlađenje. Korišćenjem ove kombinacije, pokazuje se da je moguće postići značajno produženje životnog vijeka hrane, čak i u oblastima gdje imate visoku vlažnost, što ograničava mogućnosti konvencionalnih sistema za hlađenje isparavanjem ili radijacijom.
Na mjestima koja imaju postojeće sisteme klimatizacije u zgradama, novi sistem bi mogao da se koristi za značajno smanjenje opterećenja ovih sistema slanjem hladne vode u najtopliji dio sistema, kondenzator. Smanjivanjem temperature kondenzatora može se efikasno povećati efikasnost klima uređaja, tako da potencijalno možemo uštedjeti energiju.
Sistem se sastoji od tri sloja materijala, koji zajedno obezbjeđuju hlađenje dok voda i toplota prolaze kroz uređaj. U praksi, uređaj bi mogao da liči na konvencionalni solarni panel, ali umjesto da gasi struju, on bi direktno obezbijedio hlađenje, na primer tako što bi djelovao kao krov kontejnera za skladištenje hrane. Ili, može se koristiti za slanje ohlađene vode kroz cijevi za hlađenje djelova postojećeg sistema za klimatizaciju i poboljšanje njegove efikasnosti. Jedino što je potrebno za održavanje je dodavanje vode za isparavanje, ali potrošnja je toliko mala da je to potrebno uraditi samo jednom u četiri dana u najtoplijim i najsuvljim područjima, a samo jednom mesečno u vlažnijim područjima.
Gornji sloj je aerogel, materijal koji se uglavnom sastoji od vazduha zatvorenog u šupljinama strukture nalik sunđeru od polietilena. Materijal je izolacioni, ali slobodno propušta i vodenu paru i infracrveno zračenje. Isparavanje vode (koja se diže iz sloja ispod) obezbjeđuje dio snage hlađenja, dok infracrveno zračenje, koristeći prednosti ekstremne transparentnosti Zemljine atmosfere na tim talasnim dužinama, zrači dio toplote pravo nagore kroz vazduh i u svemir – za razliku od klima uređaja koji izbacuju vruć vazduh u neposredno okruženje.
Ispod aerogela je sloj hidrogela – još jedan materijal nalik sunđeru, ali onaj čiji su pore ispunjeni vodom, a ne vazduhom. Slično je materijalu koji se trenutno koristi u komercijalne svrhe za proizvode kao što su jastučići za hlađenje ili zavoji za rane. Ovo obezbjeđuje izvor vode za hlađenje isparavanjem, pošto se vodena para formira na njegovoj površini i para prolazi kroz sloj aerogela i izlazi u okolinu.
Zatim dolazimo do sloja nalik na ogledalo koji reflektuje svaku dolaznu sunčevu svjetlost koja je dospjela do njega, šaljući je nazad kroz uređaj umjesto da mu dozvoli da zagrije materijale i na taj način smanjuje njihovo toplotno opterećenje. Gornji sloj aerogela, koji je dobar izolator, takođe veoma reflektuje sunčevu svjetlost, ograničavajući količinu sunčevog zagrijavanja uređaja, čak i pod jakim direktnim sunčevim zracima.
Izazov je ranije bio to što materijali za isparavanje često ne upijaju dobro sunčevu svjetlost. Sa ovim drugim materijalima, obično kada su pod suncem, oni se zagrijavaju, tako da nisu u mogućnosti da dođu do velike snage hlađenja na temperaturi okoline.
Lu je istakao da su drugi materijali koji se koriste u sistemu lako dostupni i relativno jeftini, aerogel je jedini materijal koji je proizvod iz laboratorije koji zahtijeva dalji razvoj u smislu masovne proizvodnje. I nemoguće je predvidjeti koliko bi taj razvoj mogao da potraje prije nego što ovaj sistem postane praktičan za široku upotrebu.
Izvor: techxplore.com