이러한 수분

Apr 10, 2024

공기 중에서 물을 끌어내는 건조제는 건물을 보다 효율적으로 냉각하는 데 도움이 될 수 있습니다.

놀라운 재료 세트가 곧 더운 날 전력망에 과도한 부담을 주지 않는 보다 효율적인 에어컨을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

극심한 더위가 계속해서 전 세계적으로 기록을 경신함에 따라, 에어컨에 대한 전기 수요는 향후 수십 년 동안 3배로 증가할 것으로 예상됩니다. 국제 에너지 기구(International Energy Agency)에 따르면 2016년에서 2050년 사이에 약 4,000테라와트시 증가하거나 대략 이와 비슷합니다. 2022년 미국 전력망 전체에 대한 전력 수요.

그렇기 때문에 더욱 효율적인 에어컨을 만들기 위한 경쟁이 점점 더 시급해지고 있습니다. 일부 회사는 기존 설계를 개선하는 데 중점을 두는 반면 다른 회사는 건조제라는 재료를 사용하는 완전히 새로운 시스템을 찾고 있습니다. 이러한 시스템은 극심한 열과 습도에서도 보다 효율적으로 냉각되어 그리드에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있습니다.

일반적인 에어컨은 냉매를 주기적으로 펌핑하고 열교환기를 통해 내부 공기의 열을 흡수하여 외부로 방출함으로써 실내 공간을 냉각시킵니다. (열 펌프는 반대 방향으로 작동하거나 가열과 냉각이 모두 가능한 가역 시스템에서 동일한 방식으로 작동합니다.)

증기 압축이라고 불리는 이러한 접근 방식은 100년이 넘었으며 발명 이후 기본 설계는 크게 변하지 않았다고 비영리 에너지 싱크탱크인 Rocky Mountain Institute의 무탄소 건물 프로그램 관리자인 Ankit Kalanki는 말합니다. . 냉매를 펌핑하고 열을 외부로 운반할 만큼 충분히 압축하려면 특히 온도가 매우 높을 때 많은 에너지가 필요합니다.

열 펌프는 기후 변화를 해결하고 비용을 절약하는 데 도움이 될 수 있습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

증기 압축 시스템은 또한 습도와 열을 함께 처리하는데, 이는 또 다른 단점입니다. 건물을 쾌적하게 유지하는 것은 낮은 습도 환경을 유지하는 것과 많은 관련이 있다고 Kalanki는 말합니다. 그러나 에어컨은 습기를 빼기 위해 공기를 식혀야 합니다. 습기를 처리하기 위한 지정된 시스템이 없으면 건물은 종종 "과냉각"되어 막대한 에너지 부담을 추가할 수 있다고 그는 말합니다.

제습과 냉각을 별도로 처리하는 시스템은 더 적은 에너지로 건물 온도를 쾌적하게 유지하고 다양한 환경에서 더 많은 유연성을 허용할 수 있습니다. 그리고 점점 더 많은 스타트업이 바로 이를 달성하기 위해 건조제를 찾고 있습니다.

건조제는 수분을 빨아들이는 물질입니다. 새 지갑과 신발에 동봉된 작은 패킷에 들어 있는 실리카 구슬은 일종의 건조제로서 제품이 전 세계로 배송되는 동안 건조한 상태를 유지하도록 설계되었습니다.

기존 에어컨 설계에 다른 유형의 건조제를 추가하여 공기 중 수분을 흡수하고 실내를 쾌적하게 유지하는 데 필요한 에너지를 줄일 수 있습니다. 2018년에 설립된 MIT 스핀아웃인 Transaera는 금속 유기 프레임워크라는 재료 유형을 사용하는 하이브리드 시스템을 개발하고 있습니다. Transaera CEO인 Sorin Grama에 따르면 증기 압축 기반 에어컨에 이 소재를 추가하면 회사 시스템이 평균 모델보다 35% 더 적은 에너지를 사용할 수 있다고 합니다.

그러나 다른 회사에서는 기존 에어컨을 완전히 대체할 냉각 시스템에 건조제를 사용하려고 합니다. 예를 들어, 플로리다에 본사를 둔 스타트업 Blue Frontier는 액체 건조제를 사용하여 냉각 시스템을 구축하고 있습니다. 핵심 성분은 신발 포장의 실리카 비드와 다르지만 비교는 공통적입니다. 회사의 공동 창립자이자 최고 기술 책임자인 Matt Tilghman은 "우리는 그런 것을 많이 얻습니다."라고 말합니다.

작은 실리카 구슬 대신 Blue Frontier의 냉각 기술은 농축된 염분 용액을 사용하여 공기 중 수분을 끌어올 수 있습니다.

Blue Frontier의 냉각 시스템이 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 먼저 공기 흐름이 채널을 통과하고 얇은 건조제 층 위로 통과하여 공기에서 수분을 끌어냅니다. 다음으로, 이제 건조해진 공기는 증발 냉각 단계를 거쳐 공기의 온도를 낮춥니다(기본적으로 땀이 피부를 식히는 방식과 동일).