Neuartige Kammer zur Suche nach Kohlenstoff

Es könnte Forschern und Bauherren dabei helfen, bessere Wege zu finden, um Menschen bei extremen Temperaturen kühl zu halten.

Der Strombedarf für mechanische Klimaanlagen (AC) wird sich voraussichtlich bis 2050 verdoppeln, was auf die beschleunigte Urbanisierung zurückzuführen ist, vor allem in heißen und warmen Klimazonen. Der Antrieb dieser Einheiten erfordert Strom, der häufig aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird. Dies wiederum führt zu erhöhten Kohlenstoffemissionen und verschärft das Problem der globalen Erwärmung weiter.

Daher ist es von entscheidender Bedeutung, Kühlmethoden zu finden, die nicht die Freisetzung weiterer Treibhausgase in die Luft erfordern, um einer wachsenden Bevölkerung bei der Anpassung an den Klimawandel zu helfen.

Um eine nachhaltige Lösung und Alternative zu Klimaanlagen zu finden, haben Forscher der Washington State University die 60 Quadratmeter große Kammer geschaffen, um passive Systeme zu testen, die Windtürme und Wasserverdunstung anstelle von Elektrizität zur Kühlung von Räumen nutzen.

Die Testkammer, die wie ein riesiger Schiffscontainer aussieht, ist solarbetrieben mit Batteriespeicher und völlig unabhängig vom Netzstrom. Die Kammer kann das ganze Jahr über auf einen Temperaturbereich zwischen 125 und 130 Grad Fahrenheit (52 und 54 Grad Celsius) erhitzt werden, um Kühlinnovationen zu testen und dabei die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftgeschwindigkeit innerhalb und um ein Kühlsystem zu messen.

Nachdem die Forscher ein groß angelegtes Experiment mit einem passiven Abluftkühlsystem unter den heißen, trockenen Bedingungen von Phoenix, Arizona, durchgeführt hatten, kalibrierten die Forscher die Kammer anhand der Ergebnisse.

„Wir können extreme Bedingungen simulieren“, sagte Al-Hassawi, Assistenzprofessor an der School of Design and Construction der WSU. „Mit kleineren Modellen können wir auch viel schnellere Tests durchführen und früher Ergebnisse erhalten, als auf den Bau von Prototypen im großen Maßstab warten zu müssen.“

Passive Kühlsysteme, die keinen Strom benötigen, werden seit Jahrhunderten von Menschen an heißen Orten genutzt. Eine Kühlstrategie besteht darin, die Brisen eines Windturms einzufangen. Mit einer Feuchtigkeitsschicht an der Spitze des Turms kühlt die Verdunstung die Luft ab, die dann schwerer wird und durch die Schwerkraft in einen darunter liegenden Wohnraum sinkt. Die Feuchtigkeit kann über angefeuchtete Pads, Duschköpfe oder Sprühdüsen bereitgestellt werden, was wirklich interessant ist.

„Es handelt sich um eine ältere Technologie, aber es wurde versucht, Innovationen zu entwickeln und eine Mischung aus neuen und bestehenden Technologien zu nutzen, um die Leistung und die Kühlkapazität dieser Systeme zu verbessern“, sagte Al-Hassawi.

Eine breitere Einführung solcher passiver Kühlsysteme könnte den Energiebedarf senken. Die Erforschung und Prüfung passiver Kühlsysteme erfordert jedoch erhebliche Investitionen und Schulungen.

„Deshalb wäre eine solche Forschung wirklich hilfreich“, sagte er in der Pressemitteilung. „Wie können wir uns mit dem Gebäudedesign befassen, einige dieser älteren Strategien wiederbeleben und sie in den zeitgenössischen Hochbau integrieren? Die Prüfkammer wird dafür zur Plattform.“

Zukünftige Studien in der Kammer werden die Entwicklung der passiven Kühlung im Allgemeinen umfassen, insbesondere der passiven Downdraft-Kühlung durch Rapid Prototyping und Design-Iteration innovativer mehrstufiger Downdraft-Kühlsysteme, um das Potenzial von Untersuchungen im kleineren Maßstab zu maximieren.

Zeitschriftenreferenz: