Nuova camera di prova creata per trovare modi migliori per mantenere le persone al fresco

PULLMAN, Washington – Un container in grado di testare i sistemi di raffreddamento passivo potrebbe aiutare ricercatori e costruttori a trovare modi senza emissioni di carbonio per mantenere le persone fresche a temperature estreme.

I ricercatori della Washington State University hanno creato la camera da 60 piedi quadrati per testare sistemi passivi che utilizzano torri eoliche insieme all’evaporazione dell’acqua invece dell’elettricità per raffreddare gli spazi.

Trovare metodi di raffreddamento che non richiedano l’immissione di più gas serra nell’aria è fondamentale per aiutare una popolazione in crescita ad adattarsi ai cambiamenti climatici, ha affermato Omar Al-Hassawi, autore principale dello studio sulla rivista Energies.

"Il raffreddamento è sempre più richiesto negli edifici, soprattutto quando il clima diventa più caldo", ha affermato Al-Hassawi, assistente professore alla Scuola di progettazione e costruzione della WSU. “Potrebbero essere inclusi sistemi meccanici, ma come possiamo cominciare a raffreddare gli edifici, prima di fare affidamento sui sistemi meccanici?”

La camera di prova sviluppata dai ricercatori è alimentata a energia solare con accumulo di batterie ed è completamente indipendente dalla rete elettrica. Può essere riscaldato a un intervallo di temperature compreso tra 125 e 130 gradi Fahrenheit tutto l'anno per testare le innovazioni di raffreddamento, misurando la temperatura, l'umidità e la velocità dell'aria all'interno e attorno a un sistema di raffreddamento. I ricercatori hanno calibrato la camera utilizzando i risultati di un esperimento su vasta scala condotto su un sistema di raffreddamento passivo downdraft testato nelle condizioni calde e secche di Phoenix, in Arizona.

“Possiamo simulare condizioni estreme”, ha detto Al-Hassawi. “Con modelli su scala più piccola, possiamo anche eseguire test molto più rapidi e ottenere risultati prima di dover attendere la costruzione di prototipi su larga scala”.

Secondo Al-Hassawi, gli edifici consumano circa il 60% dell’elettricità mondiale e quasi il 20% di questa serve a mantenerli freschi. Negli Stati Uniti, quasi il 90% delle case e degli appartamenti residenziali utilizza condizionatori d’aria meccanici.

Mentre le persone in tutto il mondo sono alle prese con il riscaldamento globale, si prevede che la domanda di energia per l’aria condizionata meccanica raddoppierà entro il 2050. Alimentare le unità di climatizzazione richiede elettricità, che è spesso generata da combustibili fossili, aumentando le emissioni di carbonio e contribuendo a peggiorare il riscaldamento globale.

“Con l'aumento della popolazione globale nei prossimi anni si realizzeranno molte nuove costruzioni, e molte di queste avverranno nei paesi in via di sviluppo”, ha detto Al-Hassawi. “Quindi, se costruiamo come abbiamo sempre fatto e continuiamo a fare affidamento su sistemi meccanici per soddisfare le esigenze di raffreddamento, questo sarà un problema. Ci sarà bisogno di molta più aria condizionata, soprattutto con l’aumento della popolazione nelle regioni più calde del mondo”.

I sistemi di raffreddamento passivo che non richiedono elettricità sono stati utilizzati per secoli dalle persone che vivevano in luoghi caldi, fin dal 2500 a.C. circa nell'antico Egitto. Una strategia di raffreddamento prevede la cattura della brezza da una torre. Con uno strato di umidità nella parte superiore della torre, l'evaporazione raffredda l'aria, che poi diventa più pesante e sprofonda per gravità nello spazio abitativo sottostante. L'umidità può essere fornita da cuscinetti bagnati, soffioni doccia o ugelli nebulizzatori. In genere, le ventole meccaniche sono necessarie solo come backup.

Sebbene tali sistemi siano occasionalmente utilizzati in luoghi caldi come Phoenix, in Arizona, le persone e i professionisti dell'edilizia spesso non hanno familiarità con le tecniche di raffreddamento passivo o le fraintendono. Una strategia di raffreddamento passivo potrebbe utilizzare le vecchie ciminiere negli edifici più vecchi, ad esempio, come torri di raffreddamento e potrebbe essere applicabile sia per le costruzioni esistenti che per quelle nuove, ha affermato Al-Hassawi.

"Si tratta di una tecnologia più vecchia, ma c'è stato un tentativo di innovare e utilizzare un mix di tecnologie nuove ed esistenti per migliorare le prestazioni e la capacità di raffreddamento di questi sistemi", ha affermato.

Una più ampia adozione di tali sistemi di raffreddamento passivo potrebbe ridurre la domanda di energia, ma cercare di ricercare e testare sistemi di raffreddamento passivi richiede investimenti e formazione considerevoli.

"Ecco perché una ricerca come questa sarebbe davvero di aiuto", ha detto. “Come possiamo affrontare la progettazione edilizia, far rivivere alcune di queste strategie più antiche e includerle nella costruzione edilizia contemporanea? La camera di prova diventa una piattaforma per farlo”.