Elektriğe değil de buharlaşmaya ve radyasyona dayanan MIT pasif soğutma sistemi, yiyecekleri daha uzun süre taze tutabilir veya binalarda iklimlendirmeyi destekleyebilir. Evet yanlış duymadınız. Elektrik olmadan soğutma yapacak bir klima.
Güç tüketen klima sistemlerinin kullanımının, dünya ısındıkça, mevcut elektrik şebekelerini zorlayarak ve çok az güvenilir elektrik gücü olan veya hiç olmayan birçok yeri atlayarak önemli ölçüde artacağı tahmin edilmektedir. Şimdi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde (MIT) geliştirilen yenilikçi bir sistem, gıda ürünlerini korumak ve binalardaki geleneksel klimaları desteklemek için pasif soğutma kullanmanın bir yolunu sunuyor. Güce ihtiyacı yoktur ve sadece küçük bir su ihtiyacı vardır.
Sistem, mevcut güneş panellerine benzeyebilecek ince bir pakette ışınımsal soğutma, buharlaşmalı soğutma ve ısı yalıtımını birleştirir. yaklaşık 19 Fahrenheit (9.3 santigrat derece ) soğutma sağlayabilir. Bu, çok nemli koşullar altında yaklaşık yüzde 40 daha uzun süre güvenli gıda saklamaya izin vermek için yeterlidir. Kurutucu koşullar altında, güvenli saklama süresini üç katına çıkarabilir.
Bulgular, 20 Cell Reports Physical Science Eylül’deki Sistemin önemli bir bileşeninin maliyetini düşürmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, geliştiriciler sonunda böyle bir sistemin elektrik eksikliğinin olduğu dünyanın birçok yerinde soğutma ihtiyaçlarını karşılamada önemli bir rol oynayabileceğini söylüyorlar. veya su, geleneksel soğutma sistemlerinin kullanımını sınırlar.
Sistem, her biri sınırlı miktarda soğutma gücü sağlayan önceki bağımsız soğutma tasarımlarını akıllıca birleştirerek, genel olarak önemli ölçüde daha fazla soğutma üretebilir. Halihazırda sınırlı gıda arzından muzdarip olan dünyanın bazı bölgelerinde bozulmadan kaynaklanan gıda kayıplarını azaltmaya yardımcı olmak yeterlidir. Bu potansiyelin farkında olarak, araştırmacılar ekibi MIT’nin Abdul Latif Jameel Su ve Gıda Sistemleri Laboratuvarı tarafından kısmen desteklenmiştir.
Lu, “Bu teknoloji, buharlaşmalı soğutma ve ışınımsal soğutma gibi önceki teknolojilerin bazı iyi özelliklerini birleştiriyor” diyor. Bu kombinasyonu kullanarak, “yüksek neme sahip alanlarda bile gıda ömrünü önemli ölçüde uzatabileceğinizi gösteriyoruz” diyor ve bu da geleneksel evaporatif veya radyasyonlu soğutma sistemlerinin yeteneklerini sınırlandırıyor.
Binalarda iklimlendirme sistemi bulunan yerlerde de faydalı olacaktır. Orada, yeni sistem, sistemin en sıcak parçası olan kondansatöre soğuk su göndererek bu sistemler üzerindeki yükü önemli ölçüde azaltmak için kullanılabilir. Lu, “Kondenser sıcaklığını düşürerek klima verimliliğini etkin bir şekilde artırabilirsiniz, böylece potansiyel olarak enerji tasarrufu sağlayabilirsiniz” diyor.
Diğer grupların da pasif soğutma teknolojilerini takip ettiğini söylese de, “bu özellikleri sinerjik bir şekilde birleştirerek, önceki teknolojinin genellikle iyi performans gösteremediği yüksek nemli alanlarda bile artık yüksek soğutma performansı elde edebiliyoruz.”
Su ve ısı cihazdan geçerken topluca soğutma sağlayan sistemi üç kat malzeme oluşturur. Uygulamada, cihaz geleneksel bir güneş paneline benzeyebilir, ancak elektrik üretmek yerine doğrudan soğutma sağlar. Örneğin, içeriği serin tutan bir gıda saklama kabının çatısı görevi görebilir. Başka bir pratik uygulama, mevcut bir klima sisteminin parçalarını soğutmak ve verimliliğini artırmak için borulardan soğutulmuş su göndermek için kullanmak olabilir. Bakım minimumdur; gerekli olan tek şey buharlaşma için su eklemek. Ayrıca, su tüketimi o kadar düşüktür ki, bu işlemin en sıcak ve en kurak bölgelerde yalnızca dört günde bir ve daha yağışlı bölgelerde ayda yalnızca bir kez yapılması gerekir.
Aerojel üst katman için kullanılır. Bu malzeme çoğunlukla polietilenden yapılmış süngerimsi bir yapının boşluklarına kapatılmış havadan oluşur. Oldukça yalıtkan olmasına rağmen, hem su buharı hem de kızılötesi radyasyonun serbestçe geçmesine izin verir. Suyun buharlaşması (aşağıdaki katmandan yükselen) soğutma gücünün bir kısmını sağlarken, kızılötesi radyasyon, bu dalga boylarında Dünya atmosferinin aşırı şeffaflığından yararlanarak, ısının bir kısmını doğrudan havaya ve uzaya yayar. — yakın çevreye sıcak hava püskürten klimaların aksine.
Aerojelin altındaki bir sonraki katman için hidrojel kullanılır. Süngerimsi başka bir malzemedir, ancak gözenek boşlukları hava yerine su ile doldurulur. Soğutma pedleri veya yara sargıları gibi ürünler için şu anda ticari olarak kullanılan malzemeye benzer. Bu, yüzeyinde su buharı oluştuğundan ve buhar, aerojel tabakasından geçerek çevreye geçtiğinden, buharlaşmalı soğutma için su kaynağı sağlar.
Hidrojelin altında, ayna benzeri bir katman, kendisine ulaşan gelen güneş ışığını yansıtır, malzemeleri ısıtmasına izin vermek yerine cihaza geri gönderir ve böylece termal yüklerini azaltır. Ve iyi bir yalıtkan olan üst aerojel tabakası da güneş ışığını yüksek oranda yansıtır ve güçlü doğrudan güneş ışığı altında bile cihazın güneş enerjisiyle ısıtma miktarını sınırlar.
Lu, “Buradaki yenilik, gerçekten sadece ışınımsal soğutma özelliğini, evaporatif soğutma özelliğini ve ayrıca ısı yalıtımı özelliğini tek bir mimaride bir araya getiriyor” diye açıklıyor. Sistem, MIT’deki bir binanın çatısında sadece 4 inç çapında küçük bir versiyon kullanılarak test edildi, Lu, en iyi olmayan hava koşullarında bile etkinliğini kanıtladı ve 9,3 °C (18,7 °F) soğutma sağladı.
Lu, “Önceki zorluk, buharlaşan malzemelerin genellikle güneş emilimi ile iyi başa çıkmamasıydı” diyor. “Bu diğer malzemelerle, genellikle güneş altındayken ısınırlar, bu nedenle ortam sıcaklığında yüksek soğutma gücüne ulaşamazlar.”
Aerojel malzemesinin özellikleri, sistemin genel verimliliği için bir anahtardır, ancak, çözücüleri hassas gözenekli yapıdan zarar vermeden yavaşça çıkarmak için kritik nokta kurutma (CPD) için özel ekipman gerektirdiğinden, şu anda bu malzemenin üretilmesi pahalıdır. İstenilen özellikleri sağlamak için kontrol edilmesi gereken anahtar özellik, polietilen malzemenin solventlerle karıştırılması, bir kase Jell-O gibi sertleşmesine izin verilmesi ve daha sonra elde edilmesiyle yapılan aerojel içindeki gözeneklerin boyutudur. bunun dışında çözücüler. Araştırma ekibi şu anda ya dondurarak kurutma kullanarak bu kurutma işlemini daha ucuz hale getirmenin ya da bir hava boşluğu ile ayrılmış membranlar gibi aynı yalıtım işlevini daha düşük maliyetle sağlayabilecek alternatif malzemeler bulmanın yollarını araştırıyor.
Sistemde kullanılan diğer malzemeler hazır ve nispeten ucuz olsa da, Lu, “aerojel, laboratuvar ürünü olan ve seri üretim açısından daha fazla geliştirme gerektiren tek malzemedir” diyor. Ve bu sistemin yaygın kullanım için pratik hale getirilmesinden önce bu geliştirmenin ne kadar süreceğini tahmin etmenin imkansız olduğunu söylüyor.
Purdue Üniversitesi’nde makine mühendisliği profesörü olan ve bu araştırmayla ilgisi olmayan Xiulin Ruan, bu çalışmanın “pasif soğutma teknolojilerinin çok ilginç ve yeni bir sistem entegrasyon yaklaşımını temsil ettiğini” söylüyor. Ruan ekliyor: “Evaporatif soğutma, ışınımsal soğutma ve yalıtımı bir araya getirerek daha iyi bir soğutma performansına sahip ve tek başına evaporatif soğutma veya ışınımsal soğutmadan daha geniş bir iklim aralığında etkili olabilir. Sistem makul bir maliyetle yapılabilirse, iş gıda muhafazası gibi önemli pratik uygulamaları çekebilir.”
Kaynak:https://scitechdaily.com/innovative-mit-passive-cooling-system-works-without-electricity/