Inginerii sud-coreeni au creat un sistem de aer condiţionat care foloseşte însuşi aerul în rol de refrigerant

Sistemele de aer condiţionat sunt prezente de foarte mult timp în civilizaţia noastră şi au contribuit enorm la calitatea vieţii în diverse aplicări directe, cât şi indirecte prin variaţiile de sisteme ce folosesc aceleaşi principii termodinamice. Dar de obicei toate aceste sisteme folosesc o combinaţie de substanţe relativ toxice în rol de refrigerant în circuitul lor închis şi mai nou doar pompele de căldură pe bază de CO2 sunt relativ inofensive. Inginerii sud-coreeni de la Institutul de Cercetări în Energie, însă, au creat acum primul sistem de aer condiţionat viabil ce foloseşte însuşi aerul în rol de agent de refrigerare.

Foto: Noul sistem de aer condiţionat dezvoltar de sud-coreeni

Într-un circuit obişnuit al unui sistem de aer condiţionat, agentul de refrigerare trece de obicei de la stare lichidă la cea gazoasă şi revine înapoi la cea lichidă pe măsură ce circulă în interiorul sistemului. Presiunea creată de compresoare este de obicei cea care determină trecerea în stare gazoasă, iar o valvă de expansiune e cea care determină răcirea bruscă prin reducerea de presiune, iar schimbătoarele de căldură sunt, bineînţeles, prezente între cele două elemente ale circuitului.

Foto: Un sistem de aer condiţionat clasic dintr-un automobil

Sistemul creat de inginerii sud coreeni foloseşte aerul în interiorul circuitului închis, iar acest aer e încălzit prin compresoare şi răcit, dar el nu ajunge niciodată la stare lichidă. Totul se bazează pe principiul ciclului revers Brayton, cunoscut în fizică, însă considerat a avea suficient randament doar în condiţii speciale, cum ar fi altitudinea mare a avioanelor şi temperatură exterioară mică.

Foto: Principiul ciclului revers Brayton

Echipa de ingineri a dezvoltat, însă, un nou tip de compresor, care poate opera la viteze foarte mari şi dispune de un rotor ce poate asigura şi funcţia de comprimare şi cea de expansiune. Anume acest dispozitiv asigură diferenţele necesare pentru ca sistemul să poată funcţiona pe baza aerului simplu, fără a avea nevoie de refrigerant lichid clasic, păstrând aerul în formă gazoasă foarte rece sau caldă, iar când aerul rece trece prin schimbătoare de căldură, asigură răcirea necesară pentru sistem.

Desigur, fizica ne spune că în mod normal transferul de căldură între două medii de aer e mai puţin eficient decât dacă există şi un lichid în ecuaţie, dar inginerii sud-coreeni spun că au atins şi temperaturi de -60 grade Celsius pentru aerul din interiorul sistemului lor.

Totuşi, inginerii spun că sistemul e destul de complex în a fi construit, pentru că necesită şi o precizie foarte mare a sa. Toleranţele între componente pot fi de maxim 0,1 mm pentru a nu pierde randament, iar acel compresor trebuie să fie unul ultra-rapid, iar temperatura de -60 grade Celsius în sistem e atinsă după o oră de funcţionare şi poate fi ulterior menţinută.

Inginerii sud-coreeni nu menţionează cu cât e mai mare consumul de energie al acestui sistem, dar totul pare să indice clar că e vorba de un randament total mai mic decât sistemele clasice. Însă aceştia menţionează că Uniunea Europeană a implementat recent reglementări mai stricte pentru gazele fluorurate, folosite în diverse sisteme de condiţionare, iar astfel beneficiul de a avea sisteme care folosesc aer în loc de refrigerantul clasic va compensa, teoretic, randamentul mai mic al sistemului, cel puţin în unele aplicaţii.

Inginerii sud-coreeni spun că vor lucra să îmbunătăţească performanţa sistemului pentru a ajunge la un minim de -100 grade Celsius în sistem, atingând mai repede aceste cifre, iar astfel şi randamentului întregului sistem va creşte.