Новая испытательная камера создана, чтобы найти лучшие способы сохранять спокойствие людей

ПУЛЛМАН, Вашингтон. Транспортный контейнер, в котором можно тестировать пассивные системы охлаждения, может помочь исследователям и строителям найти безуглеродные способы охлаждения людей при экстремальных температурах.

Исследователи из Университета штата Вашингтон создали камеру площадью 60 квадратных футов для тестирования пассивных систем, которые используют ветряные башни вместе с испарением воды вместо электричества для охлаждения помещений.

Поиск методов охлаждения, которые не требуют выброса большего количества парниковых газов в воздух, имеет решающее значение для помощи растущему населению в адаптации к изменению климата, сказал Омар Аль-Хассави, ведущий автор исследования в журнале Energies.

«Охлаждение зданий становится все более востребованным, особенно по мере того, как климат становится жарче», — сказал Аль-Хассави, доцент Школы дизайна и строительства WSU. «Возможно, будут включены механические системы, но как мы можем начать охлаждать здания, прежде чем полагаться на механические системы?»

Разработанная исследователями испытательная камера питается от солнечной энергии и аккумуляторной батареи и полностью независима от электросети. Его можно нагревать до температуры от 125 до 130 градусов по Фаренгейту круглый год для тестирования инноваций в области охлаждения, измерения температуры, влажности и скорости воздуха внутри и вокруг системы охлаждения. Исследователи откалибровали камеру, используя результаты полномасштабного эксперимента, который проводился на пассивной системе охлаждения с нисходящим потоком, испытанной в жарких и сухих условиях Феникса, штат Аризона.

«Мы можем моделировать экстремальные условия», — сказал Аль-Хассави. «Благодаря моделям меньшего масштаба мы также можем проводить гораздо более быстрые испытания и получать результаты раньше, чем ждать создания крупномасштабного прототипа».

По словам Аль-Хассави, здания потребляют около 60% мировой электроэнергии, причем почти 20% этой энергии приходится на охлаждение. В США почти 90% жилых домов и квартир используют механические кондиционеры.

Поскольку люди во всем мире борются с глобальным потеплением, ожидается, что к 2050 году потребность в энергии для механического кондиционирования воздуха удвоится. Для питания кондиционеров требуется электроэнергия, которая часто вырабатывается из ископаемого топлива, что увеличивает выбросы углекислого газа и способствует усугублению глобального потепления.

«В ближайшие годы в связи с ростом населения планеты произойдет много нового строительства, и большая часть этого строительства будет осуществляться в развивающихся странах», — сказал Аль-Хассави. «Поэтому, если мы будем строить так, как строили, и продолжать полагаться на механические системы для удовлетворения потребностей в охлаждении, это станет проблемой. Потребуется гораздо больше систем кондиционирования воздуха, особенно с учетом роста населения в более жарких регионах мира».

Пассивные системы охлаждения, не требующие электричества, веками использовались людьми в жарких местах, начиная примерно с 2500 года до нашей эры в Древнем Египте. Одна из стратегий охлаждения предполагает улавливание бриза с башни. При наличии слоя влаги наверху башни испарение охлаждает воздух, который затем становится тяжелее и под действием силы тяжести опускается в жилое пространство внизу. Влага может обеспечиваться смачиваемыми подушечками, насадками для душа или распыляющими форсунками. Обычно механические вентиляторы требуются только в качестве резерва.

Хотя такие системы иногда используются в жарких местах, таких как Феникс, штат Аризона, люди и специалисты в области строительства часто не знакомы с методами пассивного охлаждения или неправильно их понимают. Стратегия пассивного охлаждения может использовать старые дымовые трубы в старых зданиях, например, в качестве градирни, и может быть применима как для существующего, так и для нового строительства, сказал Аль-Хассави.

«Это старая технология, но была предпринята попытка внедрить инновации и использовать сочетание новых и существующих технологий для повышения производительности и охлаждающей способности этих систем», — сказал он.

Более широкое внедрение таких пассивных систем охлаждения может снизить спрос на энергию, но попытки исследования и тестирования пассивных систем охлаждения требуют значительных инвестиций и обучения.

«Вот почему подобные исследования действительно могут помочь», — сказал он. «Как мы можем заняться проектированием зданий, возродить некоторые из этих более древних стратегий и включить их в современное строительство зданий? Испытательная камера становится платформой для этого».