건조제는 에어컨이 더 똑똑하고 더 똑똑하게 작동하도록 돕습니다.

Dec 10, 2023

새로운 회사들은 그 과정에서 건조제를 사용하여 가정과 기업을 보다 효율적으로 냉각시키는 방법을 모색하고 있습니다.

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공기 중 수분을 제거하는 건조제는 미래에 가정과 기업의 냉각에 중요한 역할을 할 수 있습니다. 따뜻한 공기는 차가운 공기보다 더 많은 수분을 보유하고 있습니다. 뜨겁고 습한 공기가 차가운 표면 위로 지나갈 때 과도한 물이 침전됩니다. 이것이 바로 에어컨과 열 펌프에 배수구가 있는 이유입니다.

인체는 두 가지 방식으로 열을 감지합니다. 첫 번째는 공기의 실제 온도이고 두 번째는 공기의 상대 습도입니다. 90°F의 더위 속에서 상대습도가 90%일 때보다 40%일 때 우리는 더 편안함을 느낍니다. 습도가 높으면 이를 보상하기 위해 에어컨의 온도를 낮추는 경향이 있지만 이는 필요 이상으로 많은 전기를 사용하고 있다는 의미일 뿐입니다.

세상이 더워짐에 따라 냉각 수요를 충족하는 데 필요한 전력은 3배로 늘어날 것으로 예상됩니다. 국제에너지기구(International Energy Agency)는 2050년까지 에어컨이 4000TWh(오차가 아님)의 전기를 소비할 것으로 예측합니다. 이는 2022년 미국이 소비하는 모든 전기에 해당합니다.

오늘날 에어컨 장비는 두 가지 역할을 합니다. 첫째, 들어오는 공기를 건조시킵니다. 그런 다음, 더 건조한 공기를 냉각시킵니다. 냉각이 이루어지기 전에 먼저 공기가 제습되도록 두 기능을 분리할 수 있는 방법이 있다면 어떨까요? 몇몇 새로운 회사에서는 건조제라고 알려진 물질을 사용하여 정확히 이를 수행할 것을 제안합니다. 그들은 그렇게 하면 가정과 기업의 냉방에 필요한 전기 수요를 50~80%까지 줄일 수 있을 것으로 추정합니다. 이러한 시스템은 극심한 열과 습도에서도 보다 효율적으로 냉각되어 그리드에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있습니다.

기존의 에어컨은 압축기를 사용하여 가스에 압력을 가하고 가스가 팽창하면서 냉각되는 방식으로 작동합니다. 증기 압축이라고 불리는 이러한 접근 방식은 100년이 넘었으며 기본 설계는 발명 이후 크게 변하지 않았다고 Rocky Mountain Institute의 무탄소 건물 프로그램 관리자인 Ankit Kalanki는 MIT Technology Review에 말했습니다. 냉매를 펌핑하고 열을 외부로 운반할 만큼 충분히 압축하려면 특히 온도가 매우 높을 때 많은 에너지가 필요합니다.

건물을 쾌적하게 유지하는 것은 낮은 습도 환경을 유지하는 것과 많은 관련이 있다고 Kalanki는 말합니다. 하지만 에어컨은 습기를 빼기 위해 공기를 식혀야 합니다. 습기를 처리하기 위한 지정된 시스템이 없으면 건물은 종종 "과냉각"되어 막대한 에너지 부담을 추가할 수 있다고 그는 말합니다. 건조제는 제습 과정을 냉각 과정에서 분리함으로써 에너지 수요를 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.

새 전자 장치와 함께 상자에 들어 있는 작은 흰색 패킷, 즉 "이것을 먹지 마세요?"라고 적힌 작은 흰색 패킷을 알고 계십니까? 이는 배송 중에 상자 안의 품목을 건조하게 유지하는 건조제이지만 다른 유형의 건조제도 있습니다.

2018년에 설립된 MIT 스핀오프인 Transaera는 금속 유기 프레임워크라는 재료 유형을 사용하는 하이브리드 시스템을 개발하고 있습니다. Transaera CEO인 Sorin Grama에 따르면 이를 기존 에어컨에 추가하면 일반 모델보다 35% 더 적은 에너지를 사용할 수 있다고 합니다.

회사 홈페이지에는 “대기 중 수분을 잡아주는 새로운 스펀지 같은 소재를 사용해 에어컨이 공기를 더욱 효율적으로 식힐 수 있도록 해준다”고 적혀 있다. 그런 다음 에어컨에서 발생하는 열을 낭비하는 대신 사용하여 다음 사이클을 위해 재료를 건조합니다.”

플로리다 남부에 본사를 둔 Blue Frontier는 완전히 다른 접근 방식을 사용합니다. 냉각 기술은 공기 중 수분을 끌어당길 수 있을 정도로 농축된 염분 용액에 의존합니다. 먼저, 공기 흐름이 채널을 통과하여 얇은 건조제 층 위로 통과하여 공기에서 수분을 끌어냅니다. 다음으로, 건조된 공기는 증발 냉각 단계를 거쳐 공기의 온도를 낮춥니다.

이는 기본적으로 과학자들이 증발열이라고 부르는 것을 사용하여 땀이 피부를 식히는 것과 같은 방식으로 작동합니다. 애리조나나 뉴멕시코와 같은 건조한 기후에서는 주변 습도가 너무 낮기 때문에 에어컨 대신 증발식 냉각기를 사용합니다. 때로는 늪 냉각기로 알려져 있으며 기존 에어컨보다 최대 80% 적은 전기를 사용할 수 있습니다.