Os dessecantes permitem que os condicionadores de ar funcionem de maneira mais inteligente e não mais difícil

Oct 22, 2023

Novas empresas estão explorando maneiras de resfriar casas e empresas de forma mais eficiente, usando dessecantes no processo.

Por

Publicados

Os dessecantes que removem a umidade do ar podem desempenhar um papel importante no resfriamento de nossas casas e empresas no futuro. O ar quente retém mais umidade do que o ar frio. À medida que o ar quente e úmido passa sobre uma superfície gelada, o excesso de água precipita, razão pela qual os aparelhos de ar condicionado e as bombas de calor possuem drenos.

O corpo humano sente o calor de duas maneiras. A primeira é a temperatura real do ar e a segunda é a umidade relativa do ar. Sentimo-nos mais confortáveis ​​com um calor de 90ºF se a umidade relativa for de 40% do que se for de 90%. Quando a humidade é elevada, tendemos a baixar a temperatura dos nossos aparelhos de ar condicionado para compensar, mas isso significa apenas que estamos a utilizar mais eletricidade do que o necessário.

À medida que o mundo fica mais quente, espera-se que a electricidade necessária para satisfazer a procura de refrigeração triplique. A Agência Internacional de Energia prevê que o ar condicionado consumirá 4.000 TWh (o que não é um erro de impressão) de eletricidade até 2050. Isso equivale a toda a eletricidade consumida pelos Estados Unidos em 2022.

Os equipamentos de ar condicionado hoje fazem duas coisas. Primeiro, seca o ar que entra. Então, ele esfria o ar mais seco. E se houvesse uma maneira de separar as duas funções para que o ar fosse desumidificado primeiro, antes do resfriamento? Várias novas empresas propõem fazer exatamente isso, utilizando materiais conhecidos como dessecantes. Eles estimam que isso poderia reduzir a necessidade de eletricidade para resfriar nossas casas e empresas em 50 a 80 por cento. Esses sistemas poderiam resfriar com mais eficiência, mesmo em condições extremas de calor e umidade, reduzindo o estresse na rede.

Um ar condicionado convencional funciona usando um compressor para pressurizar um gás, que depois esfria à medida que se expande. Essa abordagem, chamada compressão de vapor, tem mais de 100 anos, e o projeto básico não mudou muito desde sua invenção, disse Ankit Kalanki, gerente do programa de edifícios livres de carbono do Rocky Mountain Institute, ao MIT Technology Review. Bombear refrigerante e comprimi-lo o suficiente para transportar calor para fora requer muita energia, especialmente quando as temperaturas são muito altas.

Manter um edifício confortável tem muito a ver com a manutenção de um ambiente de baixa umidade, diz Kalanki, mas os aparelhos de ar condicionado devem resfriar o ar para retirar a umidade dele. Sem um sistema designado para lidar com a humidade, diz ele, os edifícios são muitas vezes “sobre-arrefecidos”, o que pode acrescentar uma enorme carga energética. Os dessecantes poderiam ajudar a reduzir a demanda de energia, separando o processo de desumidificação do processo de resfriamento.

Você conhece aqueles pacotinhos brancos que vêm na caixa dos novos aparelhos eletrônicos, aqueles que dizem “Não coma isso?” São dessecantes que mantêm os itens dentro da caixa secos durante o transporte, mas existem outros tipos de dessecantes.

A Transaera, uma spin-off do MIT fundada em 2018, está desenvolvendo um sistema híbrido que usa um tipo de material chamado estrutura metálica orgânica. Adicioná-lo aos aparelhos de ar condicionado convencionais poderia permitir-lhes utilizar 35% menos energia do que os modelos médios, de acordo com o CEO da Transaera, Sorin Grama.

Em seu site, a empresa afirma: “Usamos um novo material semelhante a uma esponja que capta a umidade da atmosfera, permitindo que nosso ar condicionado resfrie o ar com mais eficiência. Depois utilizamos o calor gerado pelo ar condicionado — em vez de desperdiçá-lo — para secar o material para o próximo ciclo.”

A Blue Frontier, com sede no sul da Flórida, tem uma abordagem totalmente diferente. Sua tecnologia de resfriamento depende de uma solução salina tão concentrada que pode retirar a umidade do ar. Primeiro, uma corrente de ar passa através de um canal e sobre uma fina camada de dessecante, que retira a umidade do ar. Em seguida, o ar seco passa por uma etapa de resfriamento evaporativo, que reduz a temperatura do ar.

Basicamente funciona da mesma forma que o suor esfria a pele, usando o que os cientistas chamam de calor da evaporação. Em climas áridos como Arizona e Novo México, refrigeradores evaporativos são usados ​​em vez de condicionadores de ar porque a umidade ambiente é muito baixa. Às vezes conhecidos como refrigeradores de pântano, eles podem usar até 80% menos eletricidade do que os condicionadores de ar convencionais.