تقنية تكييف الهواء التي توفر تكاليف الكهرباء

تقنية NESCOD، وهي تقنية تبريد جديدة من المملكة العربية السعودية، يمكنها توليد هواء بارد بدون تكييف أو كهرباء باستخدام الملح والماء وأشعة الشمس.

لا يستهلك نظام التبريد NESCOD أي كهرباء. الصورة: جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست ).

ابتكر باحثون في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (كاوست) في المملكة العربية السعودية تقنية NESCOD، وهي تقنية تبريد سلبية جديدة. وقد طُوّر هذا النظام لتلبية الحاجة المتزايدة لحلول التبريد التي لا تعتمد على أجهزة التكييف المستهلكة للطاقة.

من الناحية الميكانيكية، يُولّد نظام NESCOD الهواء البارد من خلال تفاعل فيزيائي طبيعي، بدلاً من استخدام الضواغط والكهرباء كما في مكيفات الهواء التقليدية. ويعتمد النظام في تشغيله على مبدأ انتقال الحرارة من منطقة ساخنة إلى منطقة باردة في الديناميكا الحرارية.

يقوم هذا النظام بتجميع وتخزين الطاقة الشمسية لاستخدامها في التبريد. وهذا يقلل من بعض تكاليف الكهرباء المرتبطة بالتبريد، ويوفر حلاً للحد من الأثر البيئي لأجهزة التكييف التقليدية.

وذكر الباحثون أيضًا أن هذا النظام يمكن أن يساعد في تقليل الاعتماد على أنظمة التبريد التي تعمل بالديزل، وبالتالي تحسين نقل الحرارة الإشعاعية وجعله قابلاً للتطبيق في المناطق النائية أو المعرضة للكوارث.

آلية التشغيل المحاكاة لنظام NESCOD. الصورة: PuneNow/X.

يعمل نظام NESCOD وفق دورة ديناميكية حرارية ثنائية المراحل، تتألف من التبريد عن طريق الإذابة وإعادة توليد المذاب باستخدام الطاقة الشمسية. في دورة التبريد/الإذابة، يُذاب ملح محدد، وهو نترات الأمونيوم، في الماء.

تعتمد هذه العملية على امتصاص الحرارة من البيئة المحيطة لكسر الروابط الأيونية للملح، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة السائل بسرعة. ووفقًا لبحث نشرته الجمعية الملكية للكيمياء، أظهرت الاختبارات المعملية أن النظام قادر على تحقيق قدرة تبريد تصل إلى 191 واط لكل متر مربع في الظروف القياسية.

طوّر الباحثون نظامًا ثلاثي الأبعاد لاستعادة الطاقة الشمسية بهدف إنشاء نظام مستدام وقابل للتكرار. ويعمل هذا النظام باستخدام ضوء الشمس لتحويل الماء في محلول ملحي إلى بخار.

مع تبخر الماء، تتبلور نترات الأمونيوم من جديد، لتبدأ دورة تبريد جديدة. تتيح هذه العملية تخزين تأثير التبريد واستخدامه عند الحاجة، حيث تحدث عمليتا الذوبان والتجديد بشكل منفصل. وهذا ما يجعل النظام عالي الكفاءة للتطبيقات خارج الشبكة الكهربائية في ظل ظروف الحرارة الشديدة.

أشارت الدراسة أيضاً إلى أن نظام NESCOD يحافظ على كفاءته في التبريد بعد عدة دورات استخدام. فعند تعرضه لمستويات قياسية من الإشعاع الشمسي، يستطيع النظام تبخير ما يقارب 2.2 كيلوغرام من الماء لكل متر مربع في الساعة بشكل مستمر، مما يساعد على الحفاظ على درجات حرارة تتراوح بين 5 و15 درجة مئوية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للنظام استعادة البخار المتولد، مما يسمح بإعادة استخدام المياه التي تقل نسبة الشوائب فيها عن جزء واحد في المليون. وتُعد هذه الميزة مفيدة بشكل خاص في المناطق القاحلة حيث يُعتبر ترشيد استهلاك المياه أمراً بالغ الأهمية.

علاوة على ذلك، فإن كفاءتها الاقتصادية تجعل هذه التقنية خيارًا عمليًا للتطبيق على نطاق واسع. وقد أثبت نترات الأمونيوم سابقًا فعاليته وانخفاض تكلفته، ليصبح ناقلًا مستدامًا للطاقة الكيميائية، ويتم إنتاجه على نطاق واسع.

المصدر: https://znews.vn/cong-nghe-may-lanh-khong-ton-tien-dien-post1654541.html