Los científicos muestran que el control de la humedad tiene un gran impacto en las emisiones de gases de efecto invernadero

Se espera que las emisiones de gases de efecto invernadero de los aires acondicionados suban a medida que el crecimiento económico impulsa los esfuerzos para controlar la temperatura y la humedad, según un análisis de científicos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable y Xerox Parc..

La investigación, que explora el impacto ambiental del control de la humedad, aparece en la revista Joule como "el impacto de la humedad en las emisiones de gases de efecto invernadero del aire acondicionado."Si bien la energía utilizada para alimentar los aires acondicionados tiene claras implicaciones en las emisiones de gases de efecto invernadero, el impacto al eliminar la humedad del aire ha escapado de un estudio en profundidad hasta ahora.Los investigadores mostraron que el control de la humedad es responsable de las emisiones relacionadas con la energía, con la otra mitad debido a la temperatura de control.

"Es un problema desafiante que las personas no han resuelto desde que los aires acondicionados se convirtieron en lugares comunes hace más de medio siglo", dijo Jason Woods, ingeniero de investigación senior de NREL y coautor del nuevo estudio.Sus coautores de NREL son Nelson James, Eric Kozubal y Eric Bonnema. The collaborators from Xerox PARC, an R&D company working on ways to remove humidity more efficiently from the air, are Kristin Brief, Liz Voeller, and Jessy Rivest.

Los investigadores señalaron que la creciente necesidad de enfriar el aire es tanto una causa como un efecto del cambio climático..

Incluso una pequeña cantidad de humedad en el aire puede hacer que las personas se sientan incómodas e incluso dañen los edificios en forma de moho y moho.Además, el control de la humedad interior a través de las tecnologías de aire acondicionado disponibles comercialmente afecta el medio ambiente de tres maneras: 1) Consumen una cantidad considerable de electricidad, 2) usan y filtran refrigerantes basados en CFC con potencial de calentamiento global que es 2,000 veces más potente tan potente que carbonodióxido, y 3) la fabricación y entrega de estos sistemas también liberan gases de efecto invernadero.

Los investigadores calcularon el aire acondicionado es responsable del equivalente a 1.950 millones de toneladas de dióxido de carbono liberado anualmente, o 3.94% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.De esa cifra, 531 millones de toneladas provienen de la energía gastada para controlar la temperatura y 599 millones de toneladas de eliminar la humedad.El equilibrio de los 1,950 millones de toneladas del dióxido de carbono proviene de la fuga de refrigerantes que calientan global y de emisiones durante la fabricación y transporte del equipo de aire acondicionado..El manejo de la humedad con aires acondicionados contribuye más al cambio climático que el control de la temperatura.Se espera que el problema empeore como consumidores en más países, particularmente en India, China e Indonesia, instala rápidamente muchos más aires acondicionados..

"Es algo bueno y malo", dijo Woods."Es bueno que más personas puedan beneficiarse de una mejor comodidad, pero también significa que se usa mucha más energía y aumentan las emisiones de carbono.."

Para calcular las emisiones para controlar tanto la temperatura como la humedad, los investigadores dividieron el globo en una red fina que mide 1 grado de latitud en 1 grado de longitud.Dentro de cada celda de la cuadrícula, se consideraron las siguientes características: población, producto interno bruto, propiedad estimada del aire acondicionado per cápita, intensidad de carbono de la red y clima por hora.Corrieron casi 27,000 simulaciones en todo el mundo para edificios comerciales y residenciales representativos.

El cambio climático está afectando las temperaturas ambientales y la humedad en todo el mundo, haciéndolo más cálido y más húmedo.Como parte del estudio, los investigadores consideraron el impacto del clima cambiante en el uso de energía del aire acondicionado para 2050.Por ejemplo, el estudio proyecta el uso de energía del aire acondicionado para aumentar en un 14% en el clima más caluroso estudiado (Chennai, India) y en un 41% en el más leve (Milán, Italia) para 2050.Se prevé que el aumento de la humedad global tenga un mayor impacto en las emisiones que el aumento de las temperaturas globales..

“We’ve already made the existing, century-old technology nearly as efficient as possible," Woods said.“Para obtener un cambio transformador en la eficiencia, debemos analizar diferentes enfoques sin las limitaciones del existente."

La tecnología de compresión de vapor existente está optimizada para enfriar nuestros edificios utilizando un "ciclo de compresión de vapor." This cycle uses harmful refrigerants to cool air down low enough to wring out its moisture, often over-cooling the air and wasting energy.Mejorar el ciclo de compresión de vapor está alcanzando límites prácticos y teóricos, lo que señala la necesidad de saltar a una forma completamente nueva de enfriar y deshumidificar edificios.Nuevas tecnologías que dividen este problema de control de enfriamiento y humedad en dos procesos muestran potencial para mejorar la eficiencia en un 40% o más.Una vez que dicho espacio tecnológico es el uso de ciclos de enfriamiento basados en desecantes líquidos, como las muchas tecnologías de aire acondicionado de desecante líquido que NREL está desarrollando actualmente con muchos socios, como Emerson y Blue Frontier.

Los investigadores señalan que el uso de desecantes líquidos cambia fundamentalmente la forma en que se controla la humedad y tiene un límite de eficiencia teórica que es 10 veces mayor que el ciclo de compresión de vapor solo.Una tecnología hipotética, solo a la mitad de este nuevo límite, reduciría las emisiones de energía de enfriamiento en un 42% en 2050, con el equivalente a evitar 2,460 millones de toneladas de dióxido de carbono anualmente.

La oficina de tecnologías de construcción del Departamento de Energía financió la investigación publicada en Joule.

Nrel es el u.S.El Laboratorio Nacional Principal del Departamento de Energía para la Investigación y el Desarrollo de la Eficiencia Renovable y la Eficiencia Energética.NREL es operado para DOE por la Alianza para Sostenible Energy LLC.

Artículo cortesía del Laboratorio Nacional de Energía Renovable.