Gli essiccanti consentono ai condizionatori d'aria di funzionare in modo più intelligente, non più difficile

Dec 10, 2023

Nuove aziende stanno esplorando modi per raffreddare case e aziende in modo più efficiente utilizzando essiccanti nel processo.

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Gli essiccanti che rimuovono l’umidità dall’aria potrebbero svolgere un ruolo importante nel raffreddamento delle nostre case e delle nostre attività in futuro. L’aria calda trattiene più umidità dell’aria fredda. Quando l’aria calda e umida passa su una superficie fredda, l’acqua in eccesso precipita, motivo per cui i condizionatori e le pompe di calore sono dotati di scarichi.

Il corpo umano percepisce il calore in due modi. La prima è la temperatura effettiva dell'aria e la seconda è l'umidità relativa dell'aria. Ci sentiamo più a nostro agio con un calore di 90ºF se l'umidità relativa è del 40% piuttosto che se è del 90%. Quando l’umidità è elevata, tendiamo ad abbassare la temperatura dei nostri condizionatori per compensare, ma ciò significa semplicemente che stiamo utilizzando più elettricità del necessario.

Man mano che il mondo diventa più caldo, si prevede che l’elettricità necessaria per soddisfare la domanda di raffreddamento triplicherà. L’Agenzia internazionale per l’energia prevede che l’aria condizionata consumerà 4000 TWh (non è un errore di stampa) di elettricità entro il 2050. Ciò equivale a tutta l’elettricità consumata dagli Stati Uniti nel 2022.

Oggi gli impianti di climatizzazione fanno due cose. Innanzitutto, asciuga l'aria in entrata. Quindi, raffredda l'aria più secca. E se ci fosse un modo per separare le due funzioni in modo che l'aria venga deumidificata prima che avvenga il raffreddamento? Diverse nuove aziende propongono di fare esattamente questo utilizzando materiali noti come essiccanti. Si stima che ciò potrebbe ridurre la necessità di elettricità per raffreddare le nostre case e le nostre attività commerciali dal 50 all’80%. Questi sistemi potrebbero raffreddare in modo più efficiente, anche in condizioni di caldo e umidità estremi, riducendo lo stress sulla rete.

Un condizionatore d'aria convenzionale funziona utilizzando un compressore per pressurizzare un gas, che successivamente si raffredda mentre si espande. Questo approccio, chiamato compressione del vapore, ha più di 100 anni e il progetto di base non è cambiato molto dalla sua invenzione, dice al MIT Technology Review Ankit Kalanki, manager del programma di edifici senza carbonio del Rocky Mountain Institute. Pompare il refrigerante e comprimerlo abbastanza da trasportare il calore all'esterno richiede molta energia, soprattutto quando le temperature sono molto elevate.

Mantenere un edificio confortevole ha molto a che fare con il mantenimento di un ambiente a bassa umidità, afferma Kalanki, ma i condizionatori devono raffreddare l’aria per estrarre l’umidità da essa. Senza un sistema specifico per contrastare l’umidità, spiega, gli edifici sono spesso “troppo raffreddati”, il che può aggiungere un enorme carico energetico. Gli essiccanti potrebbero contribuire a ridurre la domanda di energia separando il processo di deumidificazione dal processo di raffreddamento.

Hai presente quei piccoli pacchetti bianchi che arrivano nella scatola con i nuovi dispositivi elettronici, quelli che dicono "Non mangiarlo?" Questi sono essiccanti che mantengono asciutti gli articoli all'interno della scatola durante la spedizione, ma esistono altri tipi di essiccanti.

Transaera, uno spinoff del MIT fondato nel 2018, sta sviluppando un sistema ibrido che utilizza un tipo di materiale chiamato strutture metalliche organiche. Secondo Sorin Grama, CEO di Transaera, aggiungerlo ai condizionatori convenzionali potrebbe consentire loro di utilizzare il 35% in meno di energia rispetto ai modelli medi.

Sul suo sito web, l’azienda afferma: “Utilizziamo un nuovo materiale simile a una spugna che cattura l’umidità dall’atmosfera consentendo al nostro condizionatore d’aria di raffreddare l’aria in modo più efficiente. Quindi utilizziamo il calore generato dal condizionatore d’aria, invece di sprecarlo, per asciugare il materiale per il ciclo successivo”.

Blue Frontier, con sede nel sud della Florida, ha un approccio completamente diverso. La sua tecnologia di raffreddamento si basa su una soluzione salina così concentrata da poter assorbire l'umidità dall'aria. Innanzitutto, un flusso d'aria passa attraverso un canale e sopra un sottile strato di essiccante, che elimina l'umidità dall'aria. Successivamente, l'aria essiccata passa attraverso una fase di raffreddamento evaporativo, che abbassa la temperatura dell'aria.

Fondamentalmente funziona allo stesso modo in cui il sudore raffredda la pelle, utilizzando quello che gli scienziati chiamano il calore dell'evaporazione. Nei climi aridi come l'Arizona e il Nuovo Messico, vengono utilizzati raffreddatori evaporativi al posto dei condizionatori d'aria perché l'umidità ambientale è molto bassa. A volte conosciuti come raffreddatori di palude, possono utilizzare fino all’80% in meno di elettricità rispetto ai condizionatori d’aria convenzionali.