Ősi hűtési technikák inspirálták a Virginia Tech új 3D-nyomtatott klímaszabályozó falait

A Virginia Tech amerikai egyetem kutatói egy olyan 3D-nyomtatott párologtatásos hűtőrendszer koncepcióját dolgozták ki, amely agyagból készült, belül üreges oszlopokból áll. Ezek homokkal és vízzel tölthetők meg, és képesek akár 5,5 °C-kal is csökkenteni a környező levegő hőmérsékletét.

A nemcsak funkcionális, de rendkívül esztétikus rendszer jelenlegi formájában térelválasztóként funkcionál, de a kutatók szerint más belsőépítészeti elemek – például hűtőszékek vagy épületburkolatok – alapjául is szolgálhat.

„A technológia szépsége abban rejlik, hogy ingyenes hűtést biztosít – mindössze vízre van szükség,” mondta Stefan Al, a koncepció megalkotója, aki építész és oktató a Virginia Tech építészkarán.

Az oszlopok működése egyszerű: a meleg levegő áthalad rajtuk, és a bennük tárolt víz elpárolog, ezzel hűtve a rajtuk keresztüláramló levegőt. A fejlesztés során Stefan Al együttműködött Brook Kennedy ipari tervezővel, aki korábban egy passzív vízgyűjtő rendszert, a Fog Harp-ot is megalkotta.

A rendszer két ősi hűtési technikát ötvöz: az Ománból származó muscatese elpárologtatásos ablakokat és a zeer pot-ot, amely agyagedények vízzel való hűtését alkalmazza. Az alapelv mindkét esetben az, hogy a víz elpárolgása hőt von el, így csökkenti a hőmérsékletet – ezt a módszert már 4500 éve is ismerték.

Az ókori Egyiptomban például szélfogókat használtak vízpárologtató rendszerekkel kombinálva, míg a Közel-Keleten porózus agyagedényeket helyeztek rácsozott ablakok közelébe, hogy a levegő átáramlásával segítsék a hűtést. Ezeket a módszereket ma is alkalmazzák bizonyos régiókban, de az elektromos klímaberendezések megjelenésével nyugaton háttérbe szorultak.

Stefan Al célja, hogy ezeket a fenntartható, ősi technikákat korszerű formában alkalmazza újra. A rendszer különlegességét az adja, hogy a 3D-nyomtatási technológia fejlődésével már agyagból is lehet komplex formákat nyomtatni – ez pedig alacsonyabb karbonlábnyomot jelent a cementhez képest. Az agyag ráadásul jó hőtároló és -leadó anyag, így ideális passzív hőszabályozáshoz.

A kutatók eddig három különböző oszlopformát teszteltek, amelyek eltérő geometriával és felületi textúrával rendelkeznek. Az infravörös hőmérések alapján a hűtőhatás a forma és a porozitás függvénye, mivel a megfelelő párolgáshoz elegendő vízáteresztésre van szükség anélkül, hogy az anyag szerkezeti stabilitása sérülne.

A tesztelést egyelőre a kerámiaégető mérete korlátozza, így csak váza méretű prototípusokat tudnak készíteni. A teljesítmény további vizsgálatához egy egész helyiségnyi rendszert kellene építeniük.

A rendszer akkor működik a leghatékonyabban, ha légmozgás – például ventilátor vagy természetes huzat – segíti a párologtatást. A hűtés lokális hatású, így nem képes az egész szobát egyenletesen lehűteni, mint a hagyományos klímaberendezések, de egyes célzott területeken – például ülőhelyek körül – hatékony mikroklímát hozhat létre.

Forrás: www.dezeen.com