Alternativa ao AC? Cientistas testam tecnologia antiga para resfriar uma sala

WSU

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O resfriamento é importante. Especialmente em climas secos e úmidos. Mas os aparelhos de ar condicionado das nossas casas, escritórios e automóveis são responsáveis ​​por aproximadamente 1.950 milhões de toneladas de emissões de dióxido de carbono anualmente, ou o equivalente a 3,94% das emissões globais de gases com efeito de estufa.

A fim de encontrar uma solução sustentável e alternativa aos ACs, os pesquisadores da Washington State University (WSU) estão experimentando uma câmara de 60 pés quadrados para testar métodos antigos de resfriamento.

“O arrefecimento é cada vez mais procurado nos edifícios, especialmente à medida que o clima fica mais quente”, disse Al-Hassawi, professor assistente na Escola de Design e Construção da WSU, num comunicado de imprensa. “Pode haver inclusão de sistemas mecânicos, mas como podemos resfriar os edifícios para começar – antes de dependermos dos sistemas mecânicos?”

Os pesquisadores não estão usando eletricidade, mas sistemas passivos que usam torres eólicas para evaporação de água e resfriamento de temperaturas.

A câmara de teste, que se parece muito com um enorme contêiner de navio, é movida a energia solar com armazenamento de bateria e não requer energia da rede. A câmara pode ser aquecida a uma temperatura entre 52 e 54 graus Celsius (125 e 130 graus Fahrenheit) em uma tentativa de testar o efeito de resfriamento do sistema.

O sistema de resfriamento passivo downdraft foi testado nas condições quentes e secas de Phoenix, Arizona.

“Podemos simular condições extremas”, disse Al-Hassawi. “Com modelos em menor escala, também podemos fazer testes muito mais rápidos e obter resultados mais cedo do que ter que esperar pela construção de protótipos em grande escala.”

É uma questão preocupante. Da cifra de 1.950 milhões de toneladas de emissões anuais de dióxido de carbono devido aos ACs, 531 milhões de toneladas vêm da energia gasta para controlar a temperatura e 599 milhões de toneladas da remoção de umidade.

“Há muitas novas construções com o aumento da população global que irão acontecer nos próximos anos, e muitas delas serão no mundo em desenvolvimento”, disse Al-Hassawi.

“Portanto, se construirmos como temos feito e continuarmos a depender de sistemas mecânicos para atender às demandas de resfriamento, isso será um problema. Será necessário muito mais ar condicionado, especialmente com o aumento da população nas regiões mais quentes do mundo”, acrescentou.

Os sistemas de resfriamento passivo remontam a cerca de 2.500 aC, no antigo Egito. A estratégia utilizada para resfriamento envolve a captura de brisas por meio de torres eólicas. Em áreas quentes, a umidade evapora, o que por sua vez esfria o ar. O ar resfriado torna-se pesado e afunda por gravidade em um espaço vital abaixo.

“É uma tecnologia mais antiga, mas tem havido uma tentativa de inovar e utilizar uma combinação de tecnologias novas e existentes para melhorar o desempenho e a capacidade de refrigeração destes sistemas”, disse ele. “É por isso que pesquisas como essa realmente ajudariam”, disse ele. “Como podemos abordar o design de edifícios, reviver algumas destas estratégias mais antigas e incluí-las na construção de edifícios contemporâneos? A câmara de testes se torna uma plataforma para fazer isso.”

Os pesquisadores esperam que, à medida que a Terra continue a ficar mais quente, os ACs sejam substituídos por esses projetos de sistemas passivos.

O estudo foi publicado em Energias.

Resumo do estudo:

Prevê-se que a procura de energia para o arrefecimento mecânico activo de espaços duplique até 2050. A adopção mais ampla de sistemas de arrefecimento passivos pode ajudar a reduzir a procura. No entanto, a familiaridade com estes sistemas continua baixa e a inovação neste domínio é limitada devido à falta de métodos de avaliação de desempenho acessíveis e com boa relação custo-eficácia. Este artigo relata o projeto, construção e comissionamento de uma câmara de teste ambiental independente e acessível. A nova câmara replica uma série de condições externas comuns em regiões quentes e secas, possibilitando testes durante todo o ano de protótipos em escala reduzida. Os dados dos testes de calibração são relatados, mostrando que não há diferença significativa na eficiência evaporativa quando um protótipo em escala reduzida testado na câmara é comparado com conjuntos de dados de testes anteriores em escala real. A análise dos resultados usando um teste t bicaudal de amostra independente com intervalo de confiança de 95% encontrou um valor p de 0,75. Embora as velocidades do ar de saída medidas para protótipos em escala reduzida e em escala real tenham diferido até certo ponto (erro quadrático médio de 0,45 m/s), os resultados foram, no entanto, considerados comparáveis ​​devido a erros introduzidos pela rápida mudança nas velocidades e direções do vento em plena escala. Modificações futuras na câmara corrigirão desalinhamentos entre os dados coletados das duas escalas e evitarão aumentos observados nos níveis de umidade relativa da câmara durante os testes.