مواد و ساخت پیشرفته

محققان دانشگاه تگزاس در دالاس در حال توسعه یک خشک کننده پلیمری سریع خشک‌شونده هستند که می‌تواند ساختمان‌ها را با حداقل 30 درصد انرژی کمتر نسبت به سیستم‌های تهویه مطبوع معمولی رطوبت‌زدایی کند. دکتر شیانگ کوی محقق اصلی و استادیار مهندسی مکانیک در دانشکده مهندسی و علوم کامپیوتر اریک جانسون گفت مواد حساس به حرارت رطوبت هوا را جذب می‌کنند و وقتی در معرض حرارت کم قرار می‌گیرد به سرعت خشک می‌شود.

کوی پیش‌بینی می‌کند که در داخل سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع ساختمان، ماده خشک‌کن یک سیلندر چرخان را پوشش داده و رطوبت هوا را در طول بخشی از چرخش جذب کند. سپس همانطور که ساختار می‌چرخد، مواد هیدراته‌شده در مرحله بازسازی حرکت می‌کند که آن را در معرض حرارت کم قرار می‌دهد تا رطوبت جذب شده حذف گردد و این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود.

کوی در اینباره گفت هدف ما توسعه ماده خشک‌کننده برای کمک به رطوبت‌زدایی و خنک‌سازی ساختمان‌ها نسبت به سیستم‌های تهویه مطبوع معمولی و کاهش قابل توجه انتشار کربن است. به طور کلی بهبود کارایی انرژی رطوبت‌زدایی ضروری است. رطوبت‌زدایی کارآمد فرصتی عالی برای کاهش مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای برای تسهیل حرکتی پایدار و کربن‌زدایی برای مقابله با تغییرات آب و هوایی است.

براساس گزارش آژانس بین المللی انرژی، تهویه مطبوع و پنکه‌های برقی بیست درصد از کل برق مصرفی در ساختمان‌ها در سراسر جهان را تشکیل می‌دهند و انتظار می‌رود تقاضا افزایش یابد. رطوبت‌زدایی هوای گرم می‌تواند نیمی یا بیشتر از انرژی کولر گازی را مصرف کند. خشک‌کنندۀ واکنشگر به گرما می‌تواند با جدا کردن فرآیندهای رطوبت‌زدایی و حذف گرما و بهبود پرهزینه‌ترین مراحل، تهویه مطبوع را در مصرف انرژی کارآمدتر کند.

برای مثال برخلاف سیستم‌های تهویه مطبوع سنتی، سیستمی که از خشک‌کننده استفاده می‌کند، نیازی به خنک کردن کویل‌ها در دماهای پایین برای متراکم کردن رطوبت هوا به عنوان بخشی از فرآیند رطوبت‌زدایی ندارد. همچنین، برخلاف یک تهویه مطبوع سنتی، ماده خشک کن احتمالاً نیازی به حرارت دادن در دمای بالا برای تبخیر رطوبت جمع آوری شده ندارد. این محققان به بهینه‌سازی ساختار برای کمک به جذب رطوبت بیشتر و همچنین خشک شدن سریع در انرژی ورودی کم ادامه می‌دهند.

استفان توضیح داد که او و محققان در آزمایشگاهش در حال توسعه طیفی از پلیمرهای واکنشگر به حرارت هستند تا تعیین کنند کدام فرمول بهترین کارآمدی را دارد. او گفت که تحت تأثیر کار کوی در استفاده از پلیمر واکنشگر به گرما است که معمولاً در برنامه‌های دارورسانی برای ایجاد رطوبت‌زدایی استفاده می‌شود. او ادامه داد خلاقیت دکتر کوی برای آوردن این پلیمرهای واکنشگر به حرارت در این برنامه جدید شگفت‌انگیز است.

استفان همچنین گفت که همکاری کوی با یک شریک صنعتی برای اطمینان از اینکه این تحقیق در دنیای واقعی تاثیر خواهد داشت، کلیدی است. او معتقد است تحقیقات دکتر کوی بسیار کاربردی است. او می‌خواهد تغییری ایجاد کند و با مشارکت صنعتی‌اش، پلیمر واکنشگر حرارتی را به سطح دیگری خواهد برد.

منبع