Il sistema di raffreddamento passivo potrebbe trarne vantaggio

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Man mano che il mondo diventa più caldo, si prevede che l’uso di sistemi di condizionamento d’aria assetati di energia aumenterà in modo significativo, mettendo a dura prova le reti elettriche esistenti e bypassando molte località con poca o nessuna energia elettrica affidabile. Ora, un sistema innovativo sviluppato al MIT offre un modo per utilizzare il raffreddamento passivo per preservare le colture alimentari e integrare i condizionatori d’aria convenzionali negli edifici, senza bisogno di energia elettrica e con solo una piccola necessità di acqua.

Il sistema, che combina raffreddamento radiativo, raffreddamento evaporativo e isolamento termico in un pacchetto sottile che potrebbe assomigliare ai pannelli solari esistenti, può fornire fino a circa 19 gradi Fahrenheit (9,3 gradi Celsius) di raffreddamento dalla temperatura ambiente, sufficiente per consentire la produzione di alimenti sicuri. conservazione per circa il 40% in più in condizioni molto umide. Potrebbe triplicare il tempo di conservazione sicura in condizioni di asciugatura.

I risultati sono riportati oggi sulla rivista Cell Reports Physical Science, in un articolo del postdoc del MIT Zhengmao Lu, del PhD '21 di Arny Leroy, dei professori Jeffrey Grossman ed Evelyn Wang e di altri due. Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per ridurre il costo di un componente chiave del sistema, i ricercatori affermano che alla fine un tale sistema potrebbe svolgere un ruolo significativo nel soddisfare le esigenze di raffreddamento di molte parti del mondo in cui la mancanza di elettricità o l’acqua limita l’uso dei sistemi di raffreddamento convenzionali.

Il sistema combina abilmente precedenti progetti di raffreddamento autonomi, ciascuno dei quali fornisce quantità limitate di potenza di raffreddamento, al fine di produrre un raffreddamento significativamente maggiore nel complesso, sufficiente a contribuire a ridurre le perdite di cibo dovute al deterioramento in parti del mondo che già soffrono di scorte alimentari limitate. In riconoscimento di tale potenziale, il gruppo di ricerca è stato in parte supportato dall’Abdul Latif Jameel Water and Food Systems Lab del MIT.

"Questa tecnologia combina alcune delle buone caratteristiche delle tecnologie precedenti come il raffreddamento evaporativo e il raffreddamento radiativo", afferma Lu. Usando questa combinazione, dice, "dimostriamo che è possibile ottenere una significativa estensione della vita degli alimenti, anche in aree in cui si ha un'elevata umidità", che limita le capacità dei convenzionali sistemi di raffreddamento evaporativo o radiativo.

Nei luoghi in cui sono già presenti sistemi di climatizzazione negli edifici, il nuovo sistema potrebbe essere utilizzato per ridurre significativamente il carico su questi sistemi inviando acqua fredda alla parte più calda del sistema, il condensatore. "Abbassando la temperatura del condensatore, puoi effettivamente aumentare l'efficienza del condizionatore d'aria, in questo modo puoi potenzialmente risparmiare energia", afferma Lu.

Anche altri gruppi stanno perseguendo tecnologie di raffreddamento passivo, afferma, ma "combinando queste caratteristiche in modo sinergico, ora siamo in grado di ottenere elevate prestazioni di raffreddamento, anche in aree ad alto tasso di umidità dove la tecnologia precedente generalmente non può funzionare bene".

Il sistema è costituito da tre strati di materiale, che insieme forniscono il raffreddamento mentre l'acqua e il calore passano attraverso il dispositivo. In pratica, il dispositivo potrebbe assomigliare a un pannello solare convenzionale, ma invece di fornire elettricità, fornirebbe direttamente il raffreddamento, ad esempio fungendo da tetto di un contenitore per la conservazione degli alimenti. Oppure potrebbe essere utilizzato per inviare acqua refrigerata attraverso tubi per raffreddare parti di un sistema di climatizzazione esistente e migliorarne l’efficienza. L'unica manutenzione richiesta è l'aggiunta di acqua per l'evaporazione, ma il consumo è così basso che è necessario farlo solo circa una volta ogni quattro giorni nelle zone più calde e secche, e solo una volta al mese nelle zone più umide.