Resfriamento por evaporação e radiação: não requer energia (mas o aerogel deve ficar mais barato)

28 de setembro de 2022 por David Chandler

É bem sabido que a evaporação e a radiação são duas maneiras de manter algo frio.David Chandler no MITexplica como os pesquisadores criaram um experimentoCélula de 3 camadas que combina evaporação e radiação com um isolante para fornecer resfriamento sem necessidade de energia . Ele pode fornecer cerca9°C de resfriamento da temperatura ambiente, o suficiente para permitir o armazenamento seguro de alimentos por cerca de 40% a mais em condições muito úmidas e pode triplicar o tempo de armazenamento seguro em condições de secagem. As aplicações são ideais pararegiões remotas fora da rededo mundo, mas também paratirando a carga do ar condicionado existente . O principal desafio daqui para frente é aalto custo de fazer a camada de aerogel– um material constituído principalmente por ar encerrado nas cavidades de uma estrutura esponjosa feita de polietileno.

À medida que o mundo fica mais quente,Prevê-se que o uso de sistemas de ar condicionado com alto consumo de energia aumente significativamente, sobrecarregando as redes elétricas existentesecontornando muitos locais com pouca ou nenhuma energia elétrica confiável . Agora, um sistema inovador desenvolvido no MIT oferece uma maneira de usar o resfriamento passivo para preservar as colheitas de alimentos e complementar os condicionadores de ar convencionais em edifícios, comsem necessidade de energia e apenas uma pequena necessidade de água.

O sistema, quecombina resfriamento radiativo, resfriamento evaporativo e isolamento térmicoem umpacote fino que pode se assemelhar a painéis solares existentes, pode fornecer até cerca de19 graus Fahrenheit (9,3 graus Celsius) de resfriamento da temperatura ambiente , o suficiente para permitir o armazenamento seguro de alimentos por cerca de 40% a mais em condições muito úmidas. Pode triplicar o tempo de armazenamento seguro em condições de secagem.

Os resultados são relatados hoje na revistaCélulas Relatórios Ciências Físicas, em um artigo do pós-doutorado do MITZhengmao Lu, Arny Leroy, professores Jeffrey Grossman e Evelyn Wang , e outros dois. Embora mais pesquisas sejam necessárias para reduzir o custo de um componente-chave do sistema, os pesquisadores dizem que, eventualmente, esse sistema pode desempenhar um papel significativo naatendendo às necessidades de resfriamento de muitas partes do mundo onde a falta de eletricidade ou água limita o uso de sistemas de resfriamento convencionais.

O sistema combina de forma inteligente os designs de resfriamento independentes anteriores, cada um fornecendo quantidades limitadas de energia de resfriamento, a fim de produzir significativamente mais resfriamento geral - o suficiente paraajudar a reduzir as perdas de alimentos por deterioração em partes do mundo que já sofrem com a escassez de alimentos . Em reconhecimento a esse potencial, a equipe de pesquisa foi parcialmente apoiada pelo MITAbdul Latif Jameel Laboratório de Sistemas de Água e Alimentos.

"Esta tecnologia combina alguns dos bons recursos das tecnologias anteriores, como resfriamento evaporativo e resfriamento radiativo", diz Lu. Ao usar essa combinação, diz ele, "mostramos que você pode alcançar uma extensão significativa da vida útil dos alimentos,mesmo em áreas onde você tem alta umidade", o que limita as capacidades dos sistemas convencionais de resfriamento evaporativo ou radiativo.

Em locais que já possuem sistemas de ar condicionado em edifícios, o novo sistema pode ser usado para reduzir significativamente a carga nesses sistemas,enviando água fria para a parte mais quente do sistema, o condensador . "Ao diminuir a temperatura do condensador, você pode efetivamente aumentar a eficiência do ar condicionado, de modo que você pode economizar energia", diz Lu.

Outros grupos também têm buscado tecnologias de resfriamento passivo, diz ele, mas "combinando esses recursos de maneira sinérgica, agora podemos alcançar alto desempenho de resfriamento, mesmo em áreas de alta umidade onde a tecnologia anterior geralmente não funciona bem".