Amerika’da Massachusetts Teknoloji Enstitüsü – MIT’de geliştirilen buharlaşmalı ve ışınımsal soğutma teknolojilerini ısı yalıtımı ile birleştiren yenilikçi bir sistem, binalardaki klimaların yükünü azaltabilir. Enerji girişi olmayan ve sadece küçük miktarda su ihtiyacı olan bu sistem, ortam sıcaklığında yaklaşık 9.3ºC’ye kadar soğutma sağlayabilir. Araştırmacılar, sistemin önemli bir bileşeninin maliyetini düşürmek için halen çalışmalara devam ettiklerini fakat bu sistemin, dünyanın pek çok yerindeki elektrik veya su sıkıntısı nedeni ile geleneksel soğutma sistemlerinin kullanılamadığı bölgelerde soğutma ihtiyacını karşılayacağını söylediler.
Sistem, genel olarak toplamda daha fazla soğutma gücü üretmek için, her biri sınırlı miktarda soğutma gücü sağlayan mevcut bağımsız soğutma tasarımlarını bir araya getiriyor. Bu toplam soğutma gücü dünyanın halihazırda sınırlı gıda arzı problemi olan bölgelerinde, çürümeden kaynaklanan gıda kayıplarını azaltmaya yardımcı olacak. Binaların mevcut iklimlendirme sistemlerinde ise en sıcak parça olan kondensere soğuk su göndererek bu sistemler üzerindeki yükü önemli ölçüde azaltmak için kullanılabilir. Araştırma ekibinin bir üyesi olan Zhengmao Lu, “Kondenser sıcaklığını düşürerek, klima verimliliğini etkin bir şekilde artırabilir, böylece potansiyel olarak enerji tasarrufu sağlayabilirsiniz” dedi.
Sistem, su ve ısı geçişi sırasında soğutma gücü sağlayan üç malzeme katmanından oluşuyor. Araştırma ekibi, pratikte sistemin geleneksel bir güneş paneline benzetilebileceğini ve bir gıda saklama konteynerinin çatısı görevini görebileceğini söylüyor. Ayrıca soğutulmuş su göndermek için eklenecek bir boru sistemi ile mevcut bir klima sistemi soğutularak verimliliğini artırmak da mümkün. Gerekli olan tek bakım, buharlaşma için su eklemektir. Araştırmacılar su tüketiminin de çok düşük olduğunu en sıcak, en kurak bölgelerde sadece dört günde bir ve daha yağışlı bölgelerde ise sadece ayda bir kez yapılması gerektiğini belirtiyorlar.
Üst katman, polietilenden yapılmış süngerimsi bir yapının boşlukları içine alınmış havadan oluşan bir malzeme olan bir aerojeldir. Malzeme oldukça yalıtkandır, ancak hem su buharı hem de kızılötesi radyasyonun serbestçe geçmesine izin verir. Alt katmandan yükselen suyun buharlaşması soğutma gücünün bir kısmını sağlarken, kızılötesi radyasyon, bu dalga boylarında Dünya atmosferinin aşırı şeffaflığından yararlanarak, ısının bir kısmını doğrudan havaya yayar. Aerojelin altında, gözenek boşlukları hava yerine su ile dolu olan başka bir sünger benzeri malzeme olan hidrojel tabakası vardır. Soğutma pedleri veya yara pansumanları gibi ürünler için de ticari olarak kullanılan malzemeye benzer bir malzemedir. Bu malzeme, yüzeyinde su buharı oluştuğundan ve bu buhar, aerojel tabakasından geçerek ortama yayıldığından, buharlaşmalı soğutma için su kaynağı sağlar. Hidrojelin altında, ayna benzeri bir katman, kendisine ulaşan tüm güneş ışığını yansıtır ve malzemelerin ısınmasına izin vermeden sisteme geri gönderir ve böylece termal yüklerini azaltır. İyi bir yalıtkan olan üst aerojel tabakası da güneş ışığını yüksek oranda yansıtarak güçlü ve doğrudan gelen güneş ışığı altında bile sistemin güneş enerjisiyle ısınmasını engeller.
Lu, “Buradaki yenilik, ışınımsal soğutma özelliği, evaporatif soğutma özelliği ve ayrıca ısı yalıtımı özelliğini tek bir yapıda bir araya getirmektir.” diye açıklıyor. Sistem, MIT’deki bir binanın çatısında sadece 100 mm çapında küçük bir örnek kullanılarak test edildi. Zhengmao Lu’ya göre, sistem en zorlu hava koşullarında bile en etkin seviyeye ulaşarak 9.3ºC soğutma elde etti. Lu, “Daha önceki zorluk, buharlaşan malzemelerin genellikle güneş emilimi ile iyi başa çıkmamasıydı. Diğer malzemeler, genellikle güneş altındayken ısınırlar, bu nedenle ortam sıcaklığında yüksek soğutma gücüne ulaşamazlar.” dedi.
Sistemdeki en büyük masraf kalemi, sistemin genel verimliliğinin anahtarı olan aerojel malzemesidir. Bu malzemenin üretimi şu anda pahalı, ancak araştırma ekibi, maliyetini düşürmenin veya aynı yalıtım işlevini sağlayabilecek alternatif malzemeler bulmanın yollarını araştırıyor. Sonuç olarak, ekip, sistemin yaygın kullanım için pratik hale gelmesinin ne kadar süreceğini tahmin etmekten kaçınıyor.
