Maryland hoje

Engenheiros avançam na tecnologia de aquecimento e resfriamento para impulsionar um futuro mais verde

Por Maggie Haslam 17 de abril de 2023

A pesquisa no Centro de Engenharia de Energia Ambiental da Universidade de Maryland aborda as porcas e parafusos de unidades de aquecimento e resfriamento para avançar a próxima geração, tecnologia livre de carbono e melhorar a eficiência.

Foto por iStock

Ah, os sons do verão: o zumbido suave do sistema HVAC do escritório; a sinfonia de unidades giratórias de janelas adornando um apartamento alto; o suspiro do freezer enquanto você pega o último picolé.

Em um dia escaldante, o que é música para seus ouvidos pode ser uma miséria para o planeta. Somente o ar condicionado libera 1,95 bilhão de toneladas de dióxido de carbono na atmosfera a cada ano, de acordo com um estudo do Laboratório Nacional de Energia Renovável, e o problema deve piorar à medida que as populações crescem e se urbanizam em um planeta em aquecimento.

Não é preciso ser um engenheiro para entender a matemática, mas pode ser necessário para encontrar uma solução. Pesquisas em andamento no Centro de Engenharia de Energia Ambiental da Universidade de Maryland estão revolucionando o funcionamento interno do ar forçado, que consome muita energia e contribui para as emissões de gases do efeito estufa - como bombas de calor, compressores, trocadores de calor e refrigerantes - tornando-os menores, mais leves, mais eficientes e renovável.

"A maioria das pessoas realmente não sabe o quão importante é a tecnologia de resfriamento e aquecimento para as emissões de carbono, mas também o quão crítico é para preservar nosso modo de vida", disse o professor de pesquisa Vikrant Aute, que dirige o centro junto com seus colegas do Departamento de Engenharia Mecânica: Professor Minta Martin Reinhard Radermacher e Professor Pesquisador Yunho Hwang. “Novas tecnologias serão críticas para um futuro descarbonizado”.

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A Agência Internacional de Energia estima que existam pouco mais de 2 bilhões de condicionadores de ar no mundo, um número que deve aumentar para 5,5 bilhões até 2050, à medida que continuamos aumentando o termostato da Terra. Como a sociedade irá alimentá-los – ao mesmo tempo em que cumpre um compromisso global de alcançar zero emissões líquidas de gases de efeito estufa no mesmo período – é uma questão urgente para os pesquisadores do centro, que estão trabalhando para avançar a tecnologia livre de carbono da próxima geração e melhorar a eficiência.

"As pessoas gastam US$ 1.000 em um novo iPhone, mas é difícil obter esse tipo de entusiasmo por um ar-condicionado mais eficiente que economize centenas de dólares em contas de energia", disse Aute. "Queremos fazer o iPhone dos condicionadores de ar."

Ao longo de seus 30 anos de história, a CEEE tem sido parceira de pesquisa para os principais fabricantes de refrigeração e agências internacionais e federais - incluindo um relacionamento de longa data com o Departamento de Energia dos EUA - colaborando para desenvolver novas tecnologias e impulsionar diretrizes para um ambiente global neutro em carbono abordagem.

"Quando você liga o ar condicionado para esfriar em sua casa, você precisa esquentá-lo em outro lugar", disse o pesquisador associado de pós-doutorado James Tancabel, Ph.D. '22, que trabalha na CEEE há sete anos. "São necessários especialistas na área para ajudar as pessoas a ver esse impacto e projetar para esse futuro."

As tecnologias UMD cultivadas para proteger o clima da Terra estão a caminho. Aqui está uma olhada no que está na loja:

Colocar refrigerantes no gelo: De casas a alimentos, os refrigerantes de hidrofluorcarbono são a chave para manter as coisas resfriadas, mas, quando vazam, retêm o calor que aquece o planeta na atmosfera. Um projeto de uma década entre o centro e o professor de ciência e engenharia de materiais Ichiro

Takeuchi procura abandonar totalmente os refrigerantes empregando ligas com memória de forma, que podem produzir calor ou frio por compressão. Uma das primeiras equipes de pesquisa a desenvolver um dispositivo usando resfriamento elastocalórico e líder mundial nessa tecnologia, a equipe tem um protótipo atual que pode produzir 100 watts de capacidade de resfriamento, o suficiente para alimentar uma geladeira de vinho; a equipe espera expandir para unidades de janela, sistemas de refrigeração para toda a casa e HVACs comerciais.