Miért elengedhetetlen a forradalmi hűtési technológia
Sneha Sachar, aki életének felét Delhiben töltötte, most pedig Kaliforniában él, már hozzászokott a hőséghez. Azonban saját szülővárosa sokkal forróbbnak tűnik most, mint amikor felnőtt. Sachar, aki a Clean Cooling Collaborative nevű jótékonysági kezdeményezés keretében dolgozik, amely a hűtés javítására összpontosít, elmondja, hogy bizonyos hónapokban az autóval való közlekedés is rendkívül kényelmetlen. A magasabb hőmérsékletek különösen súlyosan érintik a szabadban dolgozókat. „Ez valóban hatással van arra, hogy az emberek képesek legyenek folytatni a megélhetésüket” – mondja Sachar. Hozzáteszi, hogy számos alacsony technológiájú megoldás létezik az épületek hűtésére, például a légáramlás optimalizálásával. A szabadban dolgozók számára már egy 20 perces szünet is komoly különbséget jelenthet a hőség és a páratartalom elől, például jól megtervezett hűtőállomásokon. Azonban Sachar szerint az aktív hűtés egyre fontosabbá válik, ahogy a globális felmelegedés miatt a hőmérsékletek folyamatosan emelkednek.
A Morgan Stanley előrejelzése szerint a hűtési piac éves növekedési üteme, amely már most is 235 milliárd dollárt (kb. 180 milliárd font) ér, 2030-ra több mint megduplázódhat. Ugyanakkor a meglévő hűtőberendezések komoly hátrányokkal bírnak. Az egyik legnagyobb probléma a hűtőközeg, amely a folyadék és a gáz közötti átalakulást lehetővé tevő anyag. A hagyományos rendszerekből gyakran szivárognak, ami nemcsak a hatékonyságot csökkenti, hanem a egészségre is káros hatással van. A hűtéshez használt hűtőközegek általában hidrofluorokarbónok (HFC-k), olyan szintetikus gázok, amelyek rendkívül magas globális felmelegedési potenciállal rendelkeznek, és sokkal erősebbek a szén-dioxidnál. Az egyik megoldás az, hogy a hűtőközegeket környezetbarátabb alternatívákra cseréljük. Az alacsonyabb globális felmelegedési potenciálú anyagoknak azonban szintén vannak problémáik. Például a propán könnyen gyullad, míg az ammónia mérgező. A szén-dioxid magas nyomáson működik, ami speciális berendezéseket igényel. Sachar szerint azonban hűtőközegekre továbbra is szükség van, mert a háztartási hűtéshez „azok az A/C-k, amiket ma ismerünk, legalább a következő évtizedben továbbra is megoldást jelentenek”.
Hosszú távon egyes tudósok olyan hűtőberendezések felé fordulnak, amelyeknek nincs szükségük folyékony hűtőközegre. Lindsay Rasmussen, az RMI környezetvédelmi nonprofit szervezet építési és területfelhasználási projektjeinek vezetője ezeket „forradalmi technológiáknak” nevezi. A forradalmi hűtési technológiák közé tartozik a szilárdtest-hűtés, amely szilárd anyagokat és valamilyen további erőt használ a hőmérsékletváltozások előidézésére. Ez a további erő lehet nyomás, feszültség, mágneses mező vagy mechanikai feszültség. Rasmussen hangsúlyozza, hogy a szilárdtest-eszközök messzebbre juthatnak, mint a fokozatos fejlesztések, mivel „nemcsak a szuper-szennyező hűtőközegeket szüntetik meg, hanem a rendszerek hatékonyságát is javíthatják”. Az RMI körülbelül 10-20 induló vállalkozást azonosított, amelyek szilárdtest-hűtőberendezések korai verzióin dolgoznak. Az egyik ilyen startup a német Magnotherm, amely mágneseket használ. Bizonyos anyagok a mágneses mezők hatására hőmérsékletet változtatnak. „A technológiánk alapvetően biztonságos, mert nem mérgező, fémalapú, és nagyon alacsony nyomáson működik” – mondja Timur Sirman, a Magnotherm vezérigazgatója és társalapítója. A mágneses hűtés már évek óta létezik, de a kereskedelmi forgalmazás viszonylag új. A Magnotherm eddig körülbelül 40 italhűtőt és öt hűtőszekrényt épített, ami eddig kézi és házon belüli folyamat. A permanens mágnesek a legdrágább részei a technológiának, de Sirman szerint „soha nem romlik el, így mindig újra tudjuk használni ezt a költséges komponenst”. A cég alternatív mágneses mezőforrásokat keres, és optimalizálja az anyagokat, hogy drámaian növelje a készülékeik hűtési kapacitását. Sirman úgy véli, hogy ha figyelembe vesszük a hűtőközegek hatékonyságát és egészségügyi problémáit, például a szivárgásokat, a Magnotherm termékei versenyképesek lehetnek árban. „Nem azokat a vásárlókat célozzuk meg, akik csak az induló költségeket nézik.” Elismeri, hogy a cég italhűtői jelenleg meglehetősen drágák, és ügyfeleik általában a új technológiák korai elfogadói.
Egy másik fejlesztés alatt álló technológia a termoelektromos hűtés, amely két oldal hőmérsékletének áthelyezésével működik. Elektrikai energia alkalmazásával a hő a áram irányába kerül áthelyezésre. A Phononic egy figyelemre méltó termoelektromos startup az Egyesült Államokban, amelynek Thaiföldön is van gyártóüzeme. A Phononic hűtőberendezéseit már milliószámra használják, beleértve az adatközpontokat, szupermarketeket és egyéb épületeket. Hűtőberendezéseik hasonló módon készülnek, mint a számítógépes chipek, félvezető anyagok felhasználásával a hő áthelyezésére. „A chipeink nagyon vékonyak, nagyon kicsik, de rendkívül hidegek. Csak kis mennyiségű elektromosságot fogyasztanak a hideg előállításakor, de óriási teljesítményt nyújtanak” – mondja Tony Atti, a Phononic vezérigazgatója. Hozzáteszi, hogy a hagyományos hűtőszekrényeknek folyamatosan működniük kell a legjobb teljesítmény eléréséhez, míg a termoelektromos eszközök könnyen be- és kikapcsolhatók. Ez segít csökkenteni a költségeket, az energiafelhasználást és a helyigényt. „Szeretjük, ha a hűtést igény szerint tudjuk biztosítani, ahol szükség van rá” – mondja Atti. A termoelektromos hűtés másik előnye, hogy csendesen működik. „Ez azért van, mert nincsenek mozgó alkatrészek” – magyarázza Rasmussen. „A hő a anyag szintjén zajló reakció miatt keletkezik.” Ezzel szemben a hagyományos gőzkompressziós rendszerek szivattyúkat, kondenzátorokat és expanderokat tartalmaznak a hűt
