Як зробити системи кондиціонування більш ефективними?

Дослідники Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії (PNNL, США) працюють над кількома технологіями охолодження, в тому числі двома, що стосуються кондиціонування повітря— важливою складової споживання енергії у всьому світі.

«Назовні зараз дуже жарко». Ці чотири слова підсумовують багато розмов за останній час, оскільки в усьому світі було зареєстровано декілька хвиль надзвичайного тепла.

У 2020 році на охолодження внутрішніх приміщень житлових та комерційних будівель споживалося близько 10% загального виробництва енергії в США. Технології, розроблені компанією PNNL, допомагають зробити системи кондиціонування більш ефективними, скорочуючи споживання енергії та знижуючи витрати.

По-перше, це нова, енергоефективна система зневоднення, яка була ліцензована компанією Montana Technologies для комерціалізації. Осушення важливо, оскільки щоб охолодити вологе повітря кондиціонери споживають більше енергії, аніж коли йдеться про сухе повітря.

Нова запатентована система осушення потребує до 30% менше енергії та є на третину меншою та легшою порівняно із звичайними осушувачами повітря— це технологічний прорив, який робить осушення ефективним та водночас доступним.

При охолодженні вологого повітря кондиціонери конденсують водяну пару в повітрі до рідкої води. Цей процес генерує тепло і може подвоїти кількість енергії, необхідної для охолодження. Технологія PNNL усуває цю конденсацію. Система AirJoule для видалення зайвої води з повітря використовує передові матеріали. Вона також поглинає енергію від адсорбції водяної пари, що допомагає регенерувати осушувачі для повторного використання. Ця технологія самовідновлення дозволяє різко скоротити споживання енергії та розмір системи.

AirJoule можна легко інтегрувати зі стандартними повітрообмінниками та повітроводами, що робить його ідеальним для модернізації та нового будівництва.
Працюючи з промисловістю, команда розробників виготовляє та випробує на місцях цю гібридну систему прямого захоплення вологи з повітря, щоб кількісно оцінити переваги новацій.

Ключова технологія тут— це спеціально розроблене покриття, яке вибірково збирає молекули пари холодоагенту. Ця чутлива до газу плівка осідає на поверхні датчика, який може контролювати зміщення акустичних хвиль, коли до плівки приєднується більше молекул певного газу чи пари. Дослідники багато експериментували з перспективними матеріалами, досліджували методи їх нанесення на датчик, і створили компактний, недорогий і високочутливий прототип, див. фото.

Змінюючи склад чутливої плівки, ця технологія за бажанням також може бути застосована для виявлення інших молекул пари чи газів, таких як метан, аміак, вуглекислий газ тощо.