Miért elengedhetetlenek az újító hűtési technológiák

Sneha Sachar, aki életének felét Delhiben töltötte, most pedig Kaliforniában él, jól ismeri a meleget. Azonban elmondása szerint szülővárosában, Delhi hőmérséklete most már sokkal magasabb, mint amikor ő felnőtt. A hőség különösen zavaró tud lenni bizonyos hónapokban, amit ő is tapasztal, mivel a Clean Cooling Collaborative nevű kezdeményezésnél dolgozik, amely a hatékonyabb hűtési megoldásokra összpontosít. A növekvő hőmérsékletek különösen súlyosan érintik a kültéri munkavállalókat. „Ez valóban hatással van az emberek megélhetésére” – mondta Sachar. Hozzátette, hogy számos alacsony technológiájú mód létezik az épületek hűtésére, például a levegő áramlásának megfelelő tervezésével. A kültéri munkások számára már egy 20 perces szünet a hőségben és párás időben, mint például jól megtervezett hűtőállomásokon, jelentős különbséget jelenthet. De ezen túlmenően az aktív hűtés egyre fontosabbá válik, ahogy a globális felmelegedés miatt a hőmérsékletek tovább emelkednek.

A Morgan Stanley előrejelzése szerint a hűtési piac éves növekedési üteme, amely már most is 235 milliárd dolláros értékkel bír, 2030-ra több mint megduplázódhat. Azonban a meglévő hűtőberendezések komoly hátrányokkal küzdenek. Az egyik probléma a hűtőközeg, amely a hőátadás során váltakozik folyékony és gáz halmazállapot között. A hagyományos rendszerekből gyakran szivárog, ami rontja a hatékonyságot és potenciálisan egészségügyi kockázatokat is jelent. A hűtéshez használt hűtőközegek többsége hidrofluorokarbont (HFC) tartalmaz, amelyek szintetikus gázok, és jelentős globális felmelegedési potenciállal rendelkeznek. Az HFC-k sokkal hatékonyabbak, mint a szén-dioxid, így egy lehetséges megoldás a hűtőközegek klímabarát változatokkal való helyettesítése. Azonban azok a lehetőségek, amelyek alacsonyabb globális felmelegedési potenciállal bírnak, szintén problémákkal küzdenek. Például a propán rendkívül gyúlékony, míg az ammónia mérgező. A szén-dioxid magas nyomáson működik, ami különleges berendezéseket igényel. Azonban mivel sok helyen fokozatosan lemondanak az HFC-kről, az alternatív hűtőközegek továbbra is fontos szerepet fognak játszani. Sachar szerint még mindig szükség van hűtőközegekre, mert a lakások hűtésére „az A/C-k, ahogy ma ismerjük őket, a megoldás marad, legalábbis a következő évtizedben”.

Hosszú távon néhány tudós olyan hűtőberendezések után kutat, amelyek egyáltalán nem igényelnek folyékony hűtőközegeket. Lindsay Rasmussen, az RMI nevű energia nonprofit szervezet épület- és földhasználati projektjeinek vezetője „forradalmi technológiáknak” nevezi ezeket. A forradalmi hűtési technológiák egy jelentős csoportja a szilárdtest hűtés. Ez szilárd anyagokat használ, és valamilyen plusz erőforrást alkalmaz a hőmérséklet-változások előidézésére. Ez a plusz erőforrás lehet nyomás, feszültség, mágnes vagy mechanikai stressz. Rasmussen elmondja, hogy a szilárdtest berendezések messzebb mehetnek az apróbb fejlesztéseknél, mert „nemcsak a szuper-szennyező hűtőközegeket szüntetik meg, hanem a rendszerek hatékonyságát is javítják”. Az RMI azonosított 10-20 startupot, amelyek a szilárdtest hűtőberendezések korai verzióin dolgoznak. Az egyik ilyen startup a német Magnotherm, amely mágneseket használ. Bizonyos anyagok megváltoztatják a hőmérsékletüket, amikor mágneses mezőnek vannak kitéve. „A technológiánk biztonságos, mert nem mérgező, fém alapú, és nagyon alacsony nyomáson működünk” – mondja Timur Sirman, a Magnotherm vezérigazgatója és társalapítója. A mágneses hűtés ötlete évek óta létezik, de a kereskedelmi hasznosítása viszonylag új. A Magnotherm eddig körülbelül 40 italhűtőt és 5 hűtőszekrényt épített, ami eddig manuális és házon belüli folyamat volt. Sirman szerint a permanens mágnesek a technológia legdrágább részét képezik. „De sosem törik el, így mindig újra tudjuk használni ezt a költséges komponenst.” A cég alternatív mágneses mezők forrásait keres, valamint a hűtőberendezéseik kapacitásának drámai növelésére törekszik. Sirman úgy véli, hogy ha figyelembe vesszük a hűtőközegek hatékonysági és egészségügyi problémáit, például a szivárgásokat, a Magnotherm termékei versenyképesek lehetnek árban. „Nem azokat a vásárlókat célozzuk, akik csak az elsődleges költséget nézik.” Elismeri, hogy a cég italhűtői jelenleg meglehetősen drágák, és vásárlóik általában az új technológiák korai alkalmazói.

Egy másik fejlesztés alatt álló technológia a termoelektromos hűtés. Ez a hő áthelyezésével működik a készülék két oldala között. Elektromos energia alkalmazásával a hő a áram irányába kerül át. Az egyik figyelemre méltó termoelektromos startup az Egyesült Államokban található Phononic, amelynek Thaiföldön is van gyártóüzeme. Jelenleg milliók használják a Phononic hűtőberendezéseit, beleértve az adatközpontokat, szupermarketeket és más épületeket. Az ő hűtőberendezéseik hasonló módon készülnek, mint a számítógépes chipek, félvezető anyagokat használva a hő átvitelére. „A chipjeink nagyon vékonyak, nagyon kicsik, de nagyon hidegek. Nagyon kis mennyiségű elektromosságot fogyasztanak a hideg előállításához, de rendkívül erőteljesek” – mondta Tony Atti, a Phononic vezérigazgatója. Azt is hozzátette, hogy a hagyományos hűtők legjobban folyamatos működés mellett teljesítenek. Ezzel szemben a termoelektromos eszközök könnyen be- és kikapcsolhatók, ami segít csökkenteni a költségeket, az energiafelhasználást és a szükséges helyet. „Szeretjük a szükséges hűtést a megfelelő helyen bemutatni” – mondta Atti. Egy másik előny az, hogy a termoelektromos hűtés csendesen működhet. „Ez azért van, mert nincs mozgó alkatrész” – magyarázza Rasmussen. „A hő az anyag szintjén történik.” Ezzel szemben a hagyományos gőz kompressziós rendszerek szivattyúkat, kondenzátorokat és expanderes hűtőközegeket tartalmaznak, amelyek mind jelentős zajt generálnak.

A sz

Forrás: https://www.bbc.com/news/articles/cpdzjev2d9wo