Miért elengedhetetlenek a forradalmi hűtési technológiák
Sneha Sachar, aki életének felét Delhiben töltötte, most pedig Kaliforniában él, jól ismeri a hőséget. Azonban azt tapasztalja, hogy szülővárosa az utóbbi időben sokkal forróbbá vált, mint amikor ő felnőtt. Ms. Sachar, aki a Clean Cooling Collaborative nevű jótékonysági kezdeményezésnél dolgozik, amely a hűtés javítására összpontosít, elmondta, hogy bizonyos hónapokban már az autós közlekedés is rendkívül kényelmetlen. A növekvő hőmérsékletek még rosszabb hatással vannak a kültéri munkavállalókra, akiknek a megélhetése a hőmérséklet-emelkedés miatt komoly veszélybe került. „Ez valóban befolyásolja az emberek képességét, hogy folytathassák a megélhetésüket” – mondta Ms. Sachar. Hangsúlyozta, hogy számos alacsony technológiájú módszer létezik a hűtés javítására, például az épületek szellőzésének megfelelő megtervezésével. A kültéri munkavállalók számára már egy 20 perces szünet a hőségben és a páratartamban, például jól megtervezett hűtőállomásokban, jelentős eltérést jelenthet. Azonban a klímaváltozás miatt a aktív hűtés egyre fontosabbá válik, ahogy a hőmérsékletek folyamatosan emelkednek.
A Morgan Stanley előrejelzése szerint a hűtési piac évi 235 milliárd dolláros értéke akár meg is duplázódhat 2030-ra. Azonban a meglévő hűtőberendezések komoly hátrányokkal küzdenek. Az egyik probléma a hűtőközeg, ami az a folyadék, amely átalakul a gáz és a folyadék között, és e folyamat során hőt szállít. A standard rendszerekből gyakran szivárognak a hűtőközegek, ami nemcsak a hatékonyságot csökkenti, hanem egészségügyi kockázatokat is jelenthet. A hűtéshez ma használt hűtőközegek többsége hidrofluorokarbonok (HFC-k), amelyek szintetikus gázok, és magas globális felmelegedési potenciállal rendelkeznek. Az HFC-k sokkal hatékonyabbak a szén-dioxidnál, így egy lehetőség a hűtőközegek klímabarátabb alternatívákra való cseréje. Azonban az alacsony globális felmelegedési potenciállal rendelkező jelöltek is problémákkal küzdenek. Például a propán rendkívül gyúlékony, míg az ammónia mérgező. A szén-dioxid magas nyomáson működik, ami speciális berendezéseket igényel. Mivel sok helyen csökkentik az HFC-k használatát, az alternatív hűtőközegek továbbra is fontosak maradnak. Ms. Sachar szerint a hűtőközegek iránti szükséglet nem csökken, mert a háztartási hűtés esetében „az A/C-k, ahogy ma ismerjük őket, a megoldást jelentik, legalábbis a következő évtizedben”.
A hosszú távú megoldások között a tudósok olyan hűtőberendezésekre is gondolnak, amelyek egyáltalán nem igényelnek folyékony hűtőközegeket. Lindsay Rasmussen, aki az energiaipari nonprofit RMI épület- és területfelhasználási projektjeit irányítja, ezeket „forradalmi technológiáknak” nevezi. A forradalmi hűtési technológiák közé tartozik a szilárdtest hűtés. Ez szilárd anyagokat használ, és valamilyen kiegészítő erővel idézi elő a hőmérsékletváltozásokat. Ez az extra erő lehet nyomás, feszültség, mágnesek vagy mechanikai feszültség. Ms. Rasmussen elmondta, hogy a szilárdtestes berendezések messzebb jutnak, mint a fokozatos fejlesztések, mivel „nemcsak hogy megszüntetik a rendkívül szennyező hűtőközegeket, hanem a rendszerek hatékonyságát is javíthatják”. Az RMI már azonosított 10-20 induló vállalkozást, amelyek a szilárdtestes hűtőberendezések korai verzióin dolgoznak. Az egyik ilyen cég a német Magnotherm, amely mágneseket használ. Bizonyos anyagok megváltoztatják a hőmérsékletüket, amikor mágneses mezőnek vannak kitéve. „A technológiánk inherent módon biztonságos, mert nem mérgező, fémalapú, és nagyon alacsony nyomáson működik” – mondja Timur Sirman, a Magnotherm vezérigazgatója és társalapítója. A mágneses hűtés ötlete évek óta létezik, de a kereskedelmi forgalomba hozatala viszonylag új. A Magnotherm eddig körülbelül 40 italhűtőt és körülbelül öt hűtőszekrényt épített, egyelőre manuális és házon belüli folyamat keretében. A permanens mágnesek a technológia legdrágább részét képezik, de Sirman szerint „soha nem romlik el, így mindig újra felhasználható ez a költséges komponens”.
A cég alternatív mágneses mezők forrásait keres, és optimalizálja az anyagokat, miközben céljaik között szerepel a hűtőberendezéseik hűtési kapacitásának drámai növelése. 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 meg, akik csak az induló költségre figyelnek.” Elismeri, hogy a cég italhűtői jelenleg viszonylag drágák, és vásárlóik általában új technológiák korai alkalmazói. Egy másik fejlesztés alatt álló technológia a termoelektromos hűtés. Ez magában foglalja a hő mozgatását a berendezés két oldala között. Elektromos energia alkalmazásával a hő a áram irányába kerül át. Az Egyesült Államokban működő Phononic egy figyelemre méltó termoelektromos induló vállalkozás, amelynek Thaiföldön is van gyártóüzeme. Milliók használják a Phononic hűtőberendezéseit, beleértve az adatközpontokat, szupermarketeket és egyéb épületeket. Hűtőberendezéseik a számítógépes chipekhez hasonló módon épülnek, félvezető anyagok felhasználásával a hő átvitelére. „A chipeink nagyon vékonyak és kicsik, de rendkívül hideg hőmérsékletet érnek el. Csak kis mennyiségű elektromos energiát fogyasztanak a hűvösség előállításához, de nagyon hatékonyak” – mondja Tony Atti, a Phononic vezérigazgatója. Elmondása szerint a hagyományos hűtőszekrényeknek folyamatosan működniük kell a legjobb teljesítmény érdekében. Ezzel szemben a termoelektromos berendezések könnyen be- és kikapcsolhatók, ami segít csökkenteni a költségeket, az energiafogyasztást és a helyigényt. „Szeretjük a hűvösséget ott biztosítani, ahol szükség van rá” – mondja Atti. További elő
