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Inovação: Competição oferece mais de 17 milhões em prêmios para invenções de ar-condicionado
Principal objetivo da competição Global Cooling Prize é não aquecer o planeta, enquanto residências estão sendo resfriadas.
Prêmio propostas novas tecnologias sustentáveis ​​para condicionadores de ar.
O Prêmio Global Cooling é uma competição de inovação para desenvolver soluções de resfriamento residencial amigável ao clima, com o intuito de fornecer acesso a resfriamento para pessoas ao redor do mundo, sem aquecer o planeta. Ao todo pago será distribuído US$ 3 milhões de dólares – mais de R$ 17 milhões de reais.
Somente o vencedor da premiação vai receber US$ 1 milhão de dólares, mais de R$ 5 milhões de reais na cotação do dólar. No momento em que a competição conhece os finalistas, o prognóstico é que procura por produtos voltados ao baixo impacto ambiental vai triplicar nos próximos anos.
Uma competição incentiva o desenvolvimento de soluções de resfriamento para condicionadores de ar residenciais / ambientes, que devem impactar cinco vezes menos o clima. Com essa tecnologia, será possível evitar até 100 gigatoneladas (GT) de fornecer C02 equivalente até 2050, colocando o planeta no caminho de atenuar 0,5 ° C do aquecimento global até 2100.
Mapa mundial com os países inscritos no prêmio Global Cooling.
Premiação apresenta: o problema, a solução e o impacto
Em 2030, pelo menos a metade da população mundial viverá em climas quentes, com exposição crescente a condições de calor potencialmente perigosas;
A demanda por resfriamento residencial crescerá três vezes globalmente e aumentará cinco vezes nas nações em desenvolvimento até 2050;
Aproximadamente 4,5 bilhões de unidades de ar-condicionado estará em uso globalmente – apenas 1,2 bilhão hoje.
Estimular a inovação de refrigeração residencial com cinco vezes menos impacto climático, usando até cinco vezes menos energia;
É liderado pela coalizão de parceiros globais com a participação da indústria e de mercados para identificar e dimensionar uma solução;
Oferece pelo menos US $ 3 milhões de dólares em prêmios em dinheiro.
Resfriamento acessível em partes do mundo em que está tornando uma necessidade crítica;
Potencial para mitigar até 0,5˚C do aquecimento global até 2100;
Até 5.900 TWh por ano em demanda evitada em 2050, igual a duas vezes a geração anual de eletricidade na União Europeia;
Uma tecnologia de refrigeração em bilhões de residências com cinco vezes menos impacto no clima.
Conheça os finalistas e seus projetos de inovação em ar condicionado
Barocal – Reino Unido
Finalista do prêmio Global Cooling.
Pesquisadores do Departamento de Ciência de Materiais e Metalurgia da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, estão desenvolvendo uma tecnologia de resfriamento de estado sólido para resolver o desafio do resfriamento.
Sobre a tecnologia inovadora
Essa tecnologia de compressão sem vapor, conhecida como tecnologia de resfriamento barocalórica, pode transformar a tecnologia de ar condicionado existente e torná-la mais amigável ao clima. Em vez de usar gases refrigerantes de alto potencial de aquecimento global (GWP), como HFCs ou HCFCs comuns à tecnologia de compressão de vapor, esta tecnologia de resfriamento barocalórico de estado sólido aproveita as propriedades dos materiais sólidos de "cristal plástico" para fornecer resfriamento.
Ao aplicar pressão sobre esses sólidos sólidos orgânicos, é possível alterar sua orientação molecular, o que resulta em uma transição de fase de estado sólido, causando uma mudança em sua entropia (grau de desordem) que leva a uma mudança de temperatura do sistema. O processo de continuamente "aplicar e liberar pressão" nenhum material barocalórico resulta em mudanças de fase sólido para sólido nos cristais, o que leva a grandes mudanças térmicas pela reconfiguração molecular.
Isso produz um efeito de resfriamento que pode ser enviado para o ambiente ou para produzir água gelada para resfriamento. Esses cristais plásticos são materiais flexíveis amplamente disponíveis, de baixo custo e não tóxicos. A pesquisa mostra que o comportamento termodinâmico desses materiais de cristal plástico são muito semelhantes aos refrigerantes normais usados, o que tem o potencial para criar uma abordagem de resfriamento viável e alternativa para uma tecnologia de compressão de vapor centenária.
Daikin – Índia e Japão
A Daikin, líder global em ar-condicionado que fabrica condicionadores de ar, refrigerantes e compressores, lançador do primeiro sistema de ar-condicionado * VRV em 1982. A empresa também lançou o primeiro ar-condicionado residencial do mundo usando refrigerante R-32. Nikken Sekkei é uma das principais empresas de design – arquitetura e engenharia – com sede em Tóquio, Japão.
* VRV é uma marca comercial da Daikin Industries, Ltd.
O sistema de resfriamento adota os dois métodos inovadores a seguir para obter maior eficiência e solução de resfriamento de menor impacto climático. Primeiro, um método de divisão múltipla é usado para conectar três unidades internas a uma unidade externa. Este método ajuda a otimizar a taxa de fluxo do refrigerante para cada uma das três unidades internas, dependendo da carga de resfriamento em mudança constante e usa a tecnologia de controle do refrigerante para modular de perto a capacidade.
Em segundo lugar, o método de resfriamento evaporativo é usado para melhorar a eficiência do sistema usando o calor de vaporização para diminuir a temperatura do ar que uma unidade externa absorve. O sistema usará tecnologia de controle que mede a temperatura externa com sensores e aplica o sistema de controle automaticamente para que água sob condições de alta temperatura ambiente, em que a carga de resfriamento é particularmente alta.
Como parte da iniciativa de pesquisa e desenvolvimento da Daikin, o uso de refrigerante HFO-1234ze (E) de baixo PAG é proposto com base nos critérios do Prêmio Global de Resfriamento. De acordo com a política atual de refrigerante da Daikin, o R32 é considerado o refrigerante mais equilibrado.
A empresa continuará a promovê-lo de forma proativa, pois acredita que a redução do impacto ambiental pode ser alcançada disseminando o ar-condicionado com a melhor eficiência possível e com baixo impacto ambiental ao longo do ciclo de vida. Em linha com a visão ambiental 2050, em que se buscar a neutralidade do carbono até 2050, como fabricante de equipamentos e refrigerantes, a Daikin continua a trabalhar na procura de novos refrigerantes e equipamentos tendo em conta a segurança, eficiência energética e mudanças climáticas.
Godrej – Índia
A Godrej fez parceria com uma empresa líder em tecnologia de resfriamento evaporativo, uma ATE Empresas Unip. Operando em espaço industrial B2B, para desenvolver uma tecnologia de refrigeração híbrida avançada, aproveitando sua própria tecnologia baseada em refrigerante natural ecologicamente usada em condicionadores de ar domésticos.
Esta tecnologia de resfriamento integra um sistema de compressão de vapor de alta eficiência bem estabelecido de Godrej, com um refrigerante natural e de baixo potencial de aquecimento global, e tecnologia avançada de resfriamento evaporativo para fornecer resfriamento. Se a espera que a inovação tenha um impacto climático avançado em comparação com as unidades RAC suprimidas vendidas hoje.
A tecnologia avançada de resfriamento evaporativo reduz a temperatura do ar sem aumentar o nível de umidade. Este ar frio é fornecido diretamente para o espaço interno ou passa pelo sistema de compactação de vapor, que otimiza o desempenho do compressor, dependendo da temperatura interna definida e dos requisitos de umidade do espaço.
O consumo de eletricidade da rede do sistema de resfriamento é ainda mais reduzido, melhorando a eficiência do trocador de calor, usando um pequeno painel solar fotovoltaico integrado para compensar a parte da demanda total de energia da solução. A integração dessas tecnologias avançadas é obtida por meio de controles inteligentes que otimizam o desempenho desta solução integrada.
Gree – China
A Gree – maior fabricante de condicionadores de ar residenciais (AC) do mundo – está colaborando com a Tsinghua University, uma das melhores universidades no campo da engenharia do mundo, para desenvolver uma solução de resfriamento residencial supereficiente e inteligente para o clima.
A solução híbrida inovadora é projetada para ter uma operação automática e climática inteligente em três modos exclusivos: refrigeração por compressão de vapor, resfriamento evaporativo direto e adequado. A ideia é alternar entre cada um ou operar os três modos em paralelo, conforme as condições climáticas externas para fornecer resfriamento interno otimizado.
O modo de refrigeração por compressão de vapor da solução de resfriamento adota um inovador ciclo de controle independente de temperatura-umidade. O processo usa uma tecnologia de compressor engenhosa com refrigerante de baixo potencial de aquecimento global (GWP), em conjunto com design aprimorado de sistemas de evaporador e condensador para resfriar e desumidificar de maneira mais eficaz. Assim, ele usa drasticamente menos energia do que os produtos comercializados hoje.
A solução tem um pequeno painel solar fotovoltaico integrado na unidade externa para reduzir ainda mais o consumo geral de eletricidade da rede da solução. Esta solução de resfriamento híbrido não apenas demonstra a aplicação de um refrigerante de baixo PAG, mas também destaca a extensão pela eficiência da tecnologia predominante de hoje – a tecnologia de compressão de vapor – pode ser expandida por meio de um design híbrido inteligente.
Kraton – Estados Unidos e Índia
A Kraton Corporation, empresa global de especialidades transformadas, está colaborando com a Infosys Limited, Instituto Indiano de Tecnologia de Bombaim, e a Porus Labs para desenvolver uma solução de resfriamento híbrida, uma Tecnologia NexarCool ™, usando um sistema de desumidificação de membrana baseado no polímero Nexar ™.
A tecnologia NexarCool ™ integra um desumidificador de membrana eletro-osmótica com um sistema de resfriamento evaporativo direto à base de água para obter ar-condicionado sem o uso de qualquer refrigerante. Ao aplicar uma pequena tensão no sistema de desumidificador de membrana, o vapor de água do ar interno é ejetado para o externo, tornando o interno seco no processo.
O ar interno seco é então resfriado por meio do resfriamento evaporativo direto, em que o ar em movimento perde seu calor para evaporar a água e, no processo, é resfriado.
A expectativa é que essa abordagem integrada ao resfriamento tenha consumo de energia complementar menor do que os condicionadores de um padrão vendido atualmente. Além disso, como nenhum refrigerante é usado, a tecnologia tem o potencial de reduzir drasticamente o impacto climático.
M2 Thermal Solutions – Estados Unidos
A M2 Thermal Solutions, empresa iniciante com sede nos Estados Unidos, está desenvolvendo a solução de resfriamento que usa uma combinação de resfriador evaporativo e tecnologias de membrana para resfriar e removedor de umidade do ar de forma independente, ea nova tecnologia desenvolvida não requer compressor ou refrigerante.
Esta solução de resfriamento integra a tecnologia de resfriamento evaporativo com sistema de membrana em design empacotado que é capaz de resfriar e desumidificar de forma independente o ar ambiente, o que permite diminuir drasticamente a energia consumida. Neste sistema, o resfriador evaporativo é a primeira ópera para resfriar o ar ambiente enquanto aumenta sua umidade.
O ar frio e úmido passa por um sistema de membrana para retirar o excesso de vapor d'água do ar frio, diminuindo assim sua umidade. A solução também tem uma capacidade de contornar qualquer processo e apenas usar um modo de acordo com as condições climáticas externas. Além disso, a grande maioria da água elementar ao resfriador evaporativo é gerada pelo sistema de membrana – minimizando assim a pegada hídrica da solução. Sem compressor ou refrigerante.
Transaera – Estados Unidos e China
A Transaera, startup de fabricação do Massachusetts Institute of Technology (MIT), nos Estados Unidos, está colaborando com um Condicionador de Ar Qingdao Haier Gen Corp. Ltd para desenvolver solução de resfriamento híbrida com tecnologia de desumidificação dessecante baseada em novos materiais descobertos no MIT para resolvedor do desafio de refrigeração.
A solução de resfriamento foi projetada para operar o ar-condicionado de sala de alta eficiência em paralelo com bateria de armazenamento de umidade (MSB) para fornecer resfriamento e desumidificação, usando menos energia do que os condicionadores de ar vendido hoje.
Ao separar os processos de controle de temperatura e umidade, o ar-condicionado tem o potencial de reduzir o consumo de energia, proporcionando o nível de conforto desejado. O ar úmido é difícil de resfriar pela grande quantidade de vapor d'água no ar.
A bateria de armazenamento de umidade (MSB) da Transaera, composto por novo material dessecante, tem uma capacidade de absorver uma grande quantidade de umidade, permitindo que o ar ambiente se desumidifique. O ar seco é mais fácil de resfriar com uma unidade de CA de alta eficiência, compatível com o consumo geral de eletricidade.
Além disso, embora os materiais dessecantes típicos exijam uma fonte de alta temperatura para regeneração, o material MSB pode ser regenerado usando o calor residual do sistema de compactação de vapor à medida que fica saturado, considerando assim o consumo de energia da solução geral.