创建新测试室是为了寻找让人们保持凉爽的更好方法
一种可以测试被动冷却系统的集装箱可以帮助研究人员和建筑商找到无碳方法,让人们在极端温度下保持凉爽。
华盛顿州立大学的研究人员创建了这个 60 平方英尺的房间来测试被动系统,该系统使用风塔和水蒸发而不是电力来冷却空间。
《能源》杂志上这项研究的主要作者奥马尔·哈萨维表示,找到不需要向空气中排放更多温室气体的冷却方法对于帮助不断增长的人口适应气候变化至关重要 。
“建筑物对冷却的需求越来越大,尤其是随着气候变得越来越热,”华盛顿州立大学设计与建筑学院助理教授 Al-Hassawi 说。“可能会包含机械系统,但在依赖机械系统之前,我们如何才能开始冷却建筑物呢?”
研究人员开发的测试室采用太阳能供电,并配有电池存储,完全独立于电网电源。它可以全年加热到 125 至 130 华氏度的温度范围,以测试冷却创新,测量冷却系统内部和周围的温度、湿度和空气流速。研究人员利用在亚利桑那州凤凰城干热条件下测试的被动式下吸式冷却系统进行的全面实验的结果来校准该室。
“我们可以模拟极端条件,”哈萨维说。“使用较小规模的模型,我们还可以更快地进行测试并更快地获得结果,而不必等待大型原型建造。”
Al-Hassawi 表示,建筑物消耗了全球约 60% 的电力,其中近 20% 用于保持建筑物凉爽。在,几乎 90% 的住宅和公寓都使用机械空调。
随着全世界人民努力应对全球变暖,到 2050 年,机械空调的能源需求预计将增加一倍。为空调装置提供动力需要电力,而电力通常由化石燃料产生,这会增加碳排放并加剧全球变暖。
“随着全球人口的不断增长,未来几年将会出现大量新建筑,其中很多将位于发展中国家,”哈萨维说。“因此,如果我们像以前那样建造并继续依赖机械系统来满足冷却需求,这将是一个问题。将会需要更多的空调,特别是随着世界较热地区人口的增长。”
不需要电力的被动冷却系统已经被炎热地区的人们使用了几个世纪,可以追溯到公元前 2500 年左右的古埃及。一种冷却策略是从塔中捕获微风。塔顶有一层湿气,蒸发使空气冷却,然后空气变得更重,并在重力作用下沉入下面的生活空间。湿气可以通过湿垫、淋浴喷头或雾化喷嘴提供。通常,机械风扇仅需要作为备用。
尽管此类系统偶尔会在亚利桑那州凤凰城等炎热地区使用,但人们和建筑专业人士往往不熟悉被动冷却技术或误解它们。Al-Hassawi 表示,被动冷却策略可以利用旧建筑中的旧烟囱作为冷却塔,并且适用于现有或新建建筑。
“这是一项较旧的技术,但人们一直在尝试创新并结合使用新技术和现有技术来提高这些系统的性能和冷却能力,”他说。
更广泛地采用此类被动冷却系统可以降低能源需求,但尝试研究和测试被动冷却系统需要大量投资和培训。