Maryland oggi

Gli ingegneri migliorano la tecnologia di riscaldamento e raffreddamento per promuovere un futuro più verde

Di Maggie Haslam 17 aprile 2023

La ricerca presso il Centro per l'ingegneria energetica ambientale dell'Università del Maryland affronta gli aspetti pratici delle unità di riscaldamento e raffreddamento per far avanzare la tecnologia di prossima generazione senza emissioni di carbonio e migliorare l'efficienza.

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Ah, i suoni dell'estate: il ronzio rilassante del sistema HVAC dell'ufficio; la sinfonia delle finestre vorticose che adornano un appartamento a molti piani; il sospiro del congelatore mentre prendi l'ultimo ghiacciolo.

In una giornata afosa, ciò che è musica per le tue orecchie può essere miseria per il pianeta. Secondo uno studio del National Renewable Energy Laboratory, l’aria condizionata da sola rilascia ogni anno 1,95 miliardi di tonnellate di anidride carbonica nell’atmosfera, e si prevede che il problema peggiori man mano che le popolazioni crescono e si urbanizzano su un pianeta in via di riscaldamento.

Non ci vuole un ingegnere per capire i conti, ma potrebbe servirne uno per trovare una soluzione. La ricerca in corso presso il Centro per l'ingegneria energetica ambientale dell'Università del Maryland sta rivoluzionando il funzionamento interno dell'aria forzata, che consuma molta energia e che contribuisce alle emissioni di gas serra, come pompe di calore, compressori, scambiatori di calore e refrigeranti, rendendoli più piccoli, più leggeri, più efficienti e più efficienti. rinnovabile.

"La maggior parte delle persone non sa quanto sia importante la tecnologia di raffreddamento e riscaldamento per le emissioni di carbonio, ma anche quanto sia fondamentale per preservare il nostro stile di vita", ha affermato il professore di ricerca Vikrant Aute, che dirige il centro insieme ai suoi colleghi del Dipartimento. di Ingegneria Meccanica: Minta Martin Professor Reinhard Radermacher e Professore di ricerca Yunho Hwang. "Le nuove tecnologie saranno fondamentali per un futuro decarbonizzato."

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L’Agenzia Internazionale per l’Energia stima che ci siano poco più di 2 miliardi di condizionatori d’aria nel mondo, un numero che è destinato a raggiungere i 5,5 miliardi entro il 2050 man mano che continuiamo ad alzare il termostato terrestre. Il modo in cui la società li alimenterà, rispettando al tempo stesso l’impegno globale di raggiungere nello stesso arco di tempo le emissioni nette di gas serra a zero, è una questione urgente per i ricercatori del centro, che stanno lavorando per far avanzare la tecnologia di prossima generazione senza emissioni di carbonio e migliorare l’efficienza.

"La gente spenderà 1.000 dollari per un nuovo iPhone, ma è difficile ottenere quel tipo di entusiasmo per un condizionatore più efficiente che farà risparmiare centinaia di dollari in bollette energetiche", ha affermato Aute. "Vogliamo fare dell'iPhone i condizionatori."

Nel corso dei suoi 30 anni di storia, CEEE è stato un partner di ricerca per i principali produttori di refrigerazione e agenzie internazionali e federali, inclusa una relazione di lunga data con il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, collaborando per sviluppare nuove tecnologie e promuovere linee guida per un'economia globale a zero emissioni di carbonio. approccio.

"Quando accendi l'aria condizionata per fare freddo in casa, devi farlo caldo da qualche altra parte", ha detto James Tancabel Ph.D., ricercatore associato post-dottorato. '22, che collabora con CEEE da sette anni. "Ci vogliono esperti del settore per aiutare le persone a vedere quell'impatto e a progettare per quel futuro."

Le tecnologie sviluppate dall'UMD per proteggere il clima terrestre sono in arrivo. Ecco uno sguardo a cosa c'è in serbo:

Mettere i refrigeranti sul ghiaccio: Dalle case al cibo, i refrigeranti a base di idrofluorocarburi sono la chiave per mantenere le cose fresche, ma quando fuoriescono intrappolano nell’atmosfera il calore che riscalda il pianeta. Un progetto decennale tra il centro e il professore di scienza e ingegneria dei materiali Ichiro

Takeuchi cerca di eliminare completamente i refrigeranti impiegando leghe a memoria di forma, che possono produrre calore o freddo attraverso la compressione. Uno dei primi gruppi di ricerca a sviluppare un dispositivo che utilizza il raffreddamento elastocalorico e precursore globale in questa tecnologia, il team ha un prototipo attuale in grado di produrre 100 watt di capacità di raffreddamento, sufficienti per alimentare un frigorifero per il vino; il team spera di espandersi alle finestre, ai sistemi di raffreddamento di tutta la casa e agli HVAC commerciali.