Çin’de kavurucu bir ısı dalgası iki aydan fazla sürdü ve insanlar klimalarını çalıştırdıkça elektrik şebekesi zorlandı. Ülke, 2000 ile 2017 yılları arasındaki beş kat artışla, klima kullanımının en hızlı arttığı yerlerden biri. Ancak gezegenin ısınmasına paralel olarak dünya çapında daha fazla insan klima satın alabilir düzeye geldiği için kullanım her yerde artıyor. Yüzyılın ortalarına gelindiğinde, yaklaşık 5,6 milyar cihazın kullanımda olması ve soğutma için enerji talebinin bugünkü değerin neredeyse üç katına çıkması olasıdır.
Harvard Üniversitesi Wyss Enstitüsü’nde araştırma bilimci ve evlerin nasıl soğutulabileceğini yeniden tasarlamak için çalışan bir ekibin parçası olan Jack Alvarenga, “Sanırım önümüzdeki 30 yıl boyunca her saniye yaklaşık 10 yeni klima kullanıma girecek. Bu inanılmaz bir rakam. Önümüzdeki birkaç on yıl içinde devreye girecek olan soğutma talebinin miktarını düşünmek bile endişe verici.” dedi.
Bu sorun, hem klimaların ihtiyaç duyduğu enerji miktarı hem de cihazda ısıyı emen kimyasal olarak kullanılan mevcut soğutucuların aynı zamanda güçlü sera gazları olması nedeniyle önemlidir. (Küresel Kigali Anlaşması sayesinde, en kötü soğutkanlar aşamalı olarak kaldırılıyor, ancak bu zaman alacak.) Ne kadar çok AC kullanılırsa, dışarısı o kadar sıcak olur. O zaman insanların daha fazla klima kullanması gerekir ve bu döngü devam eder.
Harvard’da multidisipliner bir ekip, enerjiyi çok daha az miktarda tüketen ve ultra kirletici soğutucu akışkanlar yerine su kullanan yeni bir klima türünün tasarımı üzerinde çalışıyor. Bu tasarım ColdSNAP (SNAP, “süperhidrofobik nano mimari süreç” anlamına gelir ) olarak adlandırılan, yine üniversitede geliştirilen benzersiz bir kaplamaya sahiptir. Üniversitenin Tasarım Enstitüsü’nde mimarlık profesörü ve projedeki ortaklardan biri olan Jonathan Grinham, “Birçok yenilikçi malzeme bir problemin ortaya çıkmasını bekler.” diyor. “Biz buna teknoloji baskısı diyoruz. . . . Tamam, süper benzersiz davranışı olan bir şeyim var. Peki topluma nasıl fayda sağlar? Bu tür bir teknolojiyi nerede uygularız?”
Bu kaplama, ördek tüylerinin kuru kalma prensibinden esinlenerek sıvıları iter. Ekip, bu kaplamayı doğal olarak nemi emen bir malzeme olan seramik üzerindeki belirli noktalara uygularsa, yeni bir tür evaporatif soğutucuda kullanılabileceğini fark etti. Bataklık soğutucuları olarak da adlandırılan klima cihazları genellikle sadece kuru iklimlerde çalışır. Temel konsept basittir: Sıcak havayı suyla temas ettirirseniz, su buharlaşırken ısıyı emer. Tipik klimalardan %75 daha az enerji kullanır. Ancak evaporatif soğutma işlemi aynı zamanda nem de yaratır ve bu nedenle örneğin Florida’da iyi çalışmaz. Yeni cihazda, su havayı soğutmak için buharlaştığında, bu özel kaplama ile yapılan bir ısı değişim parçası nemi hapseder ve ortama verilen hava daha konforlu hale gelir.
Araştırmacılar, mümkün olduğunca verimli hale getirmek için teknolojiyle donatılan eski bir ev olan Harvard’ın deneysel HouseZero’sunda, Boston bölgesindeki nemli ve sıcak günlerde bu sistemi test etmeye başladılar. Ekip henüz tüm verileri analiz etmedi, ancak teknolojinin yaygın kullanım için umut vaat ettiğini söylüyorlar. Grinham, “Tipik bir AC ünitesinden çok daha yüksek bir verimlilikte soğutma yapıyoruz, düşük bir sıcaklık elde edebiliyoruz ve tüm bunları da standartların gerektirdiğinden çok daha az su kullanarak yapabiliyoruz” diyor.
Teknolojinin hala bir prototip olmanın ötesinde geliştirilmeye ihtiyacı var ve ekibin onu pazara sunabilecek üreticilere belirli performans gereksinimlerini karşılayabileceğini göstermesi gerekecek. Bu tür bir cihaz bir nem giderici olmadığından, tüketicilerin klimadan bekledikleri çalışma prensibi konusunda daha farklı düşünmeleri gerekebilir. Ancak çok daha az enerji kullandığı ve üretimi daha ucuz olduğu için, elektriğin pahalı olduğu ve müşterilerin standart bir klima cihazı bedelini karşılayabildiği yerler için ideal olabilir. Ekip “Doğru pazarı ve doğru tüketiciyi bulmamız gerekiyor.” diyor.
Diğer araştırmacılar ve startop’lar da standart klimaya daha iyi alternatifler geliştiriyorlar. Buna, şu anda var olan ve Enflasyon Azaltma Yasası’ndan tüketiciler için teşvikler alabilen verimli ısı pompaları da dahildir. Diğer yeni özellikler arasında, dış hava soğuduğunda içeri girmesine izin veren veya elektrik şebekesini zorlamamak için doğrudan güneş panellerine bağlanan sensörler de yer alıyor. Harvard HouseZero’da bir jeotermal kuyu, yeni teknolojinin test edilmediği günlerde evin serin kalmasına yardımcı oluyor. Ayrıca pencereler geceleri sıcaklık düştüğünde otomatik olarak açılacak şekilde tasarlandı. Bina tasarımındaki güneş ışığını yansıtan ultra beyaz boyadan, pencerelerin nereye yerleştirileceğini stratejik olarak seçen ve gölge ekleyen pasif tasarımlar gibi diğer ince ayarlar da evin serin kalmasına yardımcı olabilir.
