Naukowcy rozwijają system chłodzenia bez użycia prądu. Pomoże bezchmurne, nocne niebo08.08.2019

W V wieku p.n.e. starożytni Persowie potrafili produkować lód, wykorzystując chłód nocnego, bezchmurnego nieba. Dziś podobna metoda może podnieść wydajność klimatyzatorów, lodówek i innych systemów chłodzących.

Klimatyzatory i systemy chłodzące pożerały w 2015 r. aż 17% całego wytworzonego prądu na świecie i były odpowiedzialne za 8% globalnej emisji gazów cieplarnianych. Temperatura stopniowo rośnie, a wraz z nią także zapotrzebowanie na elektryczność. Międzynarodowa Agencja Energii szacuje, że z uwagi na same systemy chłodzące podskoczy ono w ciągu najbliższych 30 lat aż o trzy razy.

Dlatego naukowcy z amerykańskiego startupu SkyCool Systems postanowili spojrzeć na zużywanie energii pod innym kątem. Zainspirowali się metodą starożytnych Persów, którzy wykorzystywali naturalne chłodzenie radiacyjne Ziemi. To zjawisko „polega na obniżaniu temperatury danego ciała poniżej temperatury otaczającego powietrza na skutek intensywnego wypromieniowania ciepła do chłodniejszego nieboskłonu (atmosfery)”, jak pisze dr inż. Wojciech Cepiński z Katedry Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza na Politechnice Wrocławskiej. W uproszczeniu chodzi więc o to, że dane ciało (np. woda), może osiągnąć niższą temperaturę niż otoczenie, bo jej nadmiar ciepła zostanie przeniesiony poza atmosferę.

Starożytni wykorzystywali ten proces w specjalnie budowanych na tę okazję baseno-lodówkach Yakhchāl. Woda w ich wnętrzu, jak większość naturalnych zasobów Ziemi, w nocy oddawała ciepło w postaci energii w podczerwieni. Warstwa atmosfery, jak bufor, część tego promieniowania odbijała z powrotem na Ziemię. Jednak dla niektórych fal podczerwonych (tych o długości pomiędzy 8 a 13 mikronów) otwierało się specjalne okno atmosferyczne, które przepuszczało promieniowanie dalej, w zimny kosmos. Umożliwiało ono w krótkim czasie „zrzucenie” znacznej części temperatury danego ciała i pozostawienie ciepła poza Ziemią. W tamtym przypadku była to woda we wnętrzu Yakhchāl., która w szybkim tempie mogła się w ten sposób schłodzić. 

Aaswath Raman, inżynier i fizyk, CSO (Chief Security Officer) w SkyCool Systems, razem z zespołem zaprojektował specjalne materiały, które wykorzystują podobną reakcję. To panele chłodzące wypełnione cieczą, zbliżone kształtem do podgrzewających wodę paneli solarnych. Technologia ma wspierać wydajność dzisiejszych systemów chłodzących i zostać z nimi zintegrowana. Po przeprowadzanych badaniach okazuje się, że poprawia ich wydajność aż o 12%. Aaswath Raman w swoim wystąpieniu na konferencji z serii TED prognozuje, że w przyszłości metoda ta pozwoli zredukować zużycie energii w klimatyzatorach nawet o dwie trzecie. Prawdopodobnie uda się także w konsekwencji zbudować od zera system chłodzący, który, bazując na promieniowaniu podczerwonym, zupełnie nie będzie potrzebował prądu.