Tehokkaampia jäähdytyslaitteita kehitteillä helteistä kärsiville

29.07.2010 09:27

Suurta osaa Yhdysvaltoja, Eurooppaa ja Aasiaa kohdannut lämpöaalto on lisännyt halukkuutta hankkia ilmastointilaitteita koteihin ja toimistoihin. Ilmastointi aiheuttaa kuitenkin jo nykyisellään noin kymmenen prosenttia kotitalouksien ja liikehuoneistojen kasvihuonekaasujen päästöistä, kirjoittaa New Scientist.

Nykyisiä ilmastointi- ja jäähdytyslaitteita parempia ratkaisuja on kuitenkin kehitteillä. Eräs mahdollisuus on korvata nykyisin paljon käytetyt HFC-yhdisteet hiilidioksidilla. HFC-yhdisteet ovat voimakkaita kasvihuonekaasuja, joiden lämmitysvaikutus voi olla monituhatkertainen hiilidioksidiin verrattuna.

Ilmastointilaitteissa useimmiten käytetyissä höyrykompressorijärjestelmissä syntyy aina jäähdytyksen lisäksi myös lämpöä. Kun höyrykompressorilaitteessa käytetään hiilidioksidia, on puristuksessa kehittyvä lämpötila huomattavasti korkeampi, 150 astetta, kuin HFC-yhdisteitä käytettäessä kehittyvä lämpötila, 60 astetta. Korkeampi lämpötila helpottaa hukkalämmön hyötykäyttöä. London South Bank Universityn tutkijaryhmä selvittääkin, voitaisiinko hiilidioksidijäähdytteisistä kylmälaitteista vapautuvaa lämpöä hyödyntää lämpimän käyttöveden tuotantoon.

Ääniaaltoja

Pennsylvania State Universityn tutkijat puolestaan kehittävät ilmastointilaitetta, joka perustuu ääniaaltoihin. Uudessa teknologiassa moottori liikuttaa kovaäänisen kaltaista laattaa edestakaisin, kehittäen ääniaallon heliumkaasuun. Ääniaallot tuottavat kaasuun puristus- ja laajenemisvyöhykkeitä, joilla kaasu joko lämpenee tai viilenee.

- Se toimii kuin pesusieni. Kaasu imee itseensä lämpöä, ja siirtyy ääniaallon mukana toiseen kohtaan, jossa lämpö puristetaan ulos kaasusta, sanoo tutkimusta tekevä Matt Poese.

Ryhmä on jo valmistanut pakastimen Ben & Jerry’s -jäätelövalmistajalle termoakustiikkaa hyödyntäen. Tutkijoiden mukaan keksintöä voidaan soveltaa myös suuremmassa mittakaavassa. Tavoitteena on rakentaa kotitalouskokoluokkaan sopivia 3,5 kilowatin ilmastointilaitteita.

Vesijäähdytystä

Georgia Institute of Technologyssä kehitetään jäähdytyslaitetta, jossa hyödynnetään veden ja ammoniakin seosta. Menetelmässä seosta kuumennetaan niin, että ammoniakki höyrystyy. Ammoniakki kiertää lauhduttimen ja höyrystimen kautta tuottaen jäähdytystä ennen kuin se sekoittuu uudestaan veteen.

Teknologia, jota kutsutaan absorptiojäähdytykseksi, keksittiin jo ennen höyrykompressorijärjestelmiä. Absorptiojäähdytystä on toistaiseksi kuitenkin käytetty vain suurien rakennusten, kuten sairaaloiden, jäähdyttämiseen, sillä sen monet lämmönvaihtimet vaativat huomattavan paljon tilaa.

Georgia Institute of Technologyn tutkijaryhmä kehittää teknologiaa, jossa käytetään mikrokokoluokan lämmönvaihtimia. Niissä liuos virtaa 0,5 millimetriä halkaisijaltaan olevien kanavien läpi. Tässä kokoluokassa lämmönsiirron tehokkuus on erittäin hyvä. Toistaiseksi tutkimusryhmä on kehittänyt kirjan kokoisia prototyyppejä, jotka vastaava 300 watin jäähdytyslaitteita.

Järjestelmän etuna on, että se hyödyntää lämpöä sähkön sijaan, joten järjestelmän energiatehokkuus voi olla sähkökäyttöistä järjestelmää parempi. Absorptiojäähdytyslaitteisto voidaan kytkeä käyttämään esimerkiksi aurinkoenergiaa.