乾燥剤を使用すると、エアコンの作動を難しくするのではなく、よりスマートに作動させることができます。

Dec 10, 2023

新興企業は、プロセスで乾燥剤を使用することで、家庭や企業をより効率的に冷却する方法を模索しています。

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空気から湿気を取り除く乾燥剤は、将来的には家庭や企業の冷房に重要な役割を果たす可能性があります。 暖かい空気は冷たい空気よりも多くの水分を含みます。 高温多湿の空気が冷えた表面を通過すると、余分な水分が沈殿します。そのため、エアコンやヒートポンプには排水管が付いています。

人間の体は 2 つの方法で熱を感知します。 1 つ目は実際の空気の温度、2 つ目は空気の相対湿度です。 相対湿度が 90% である場合よりも、相対湿度が 40% である場合、90°F の暑さの方が快適に感じます。 湿度が高いと、それを補うためにエアコンの温度を下げがちですが、それは必要以上に電気を使っているだけです。

世界がさらに暑くなるにつれ、冷房需要を満たすために必要な電力は3倍になると予想されています。 国際エネルギー機関は、エアコンが 2050 年までに 4,000 TWh (これは誤植ではありません) の電力を消費すると予測しています。これは、2022 年に米国が消費する全電力に相当します。

今日の空調設備は 2 つの役割を果たします。 まず、入ってくる空気を乾燥させます。 そして、その乾燥した空気を冷やします。 冷却が行われる前に空気が最初に除湿されるように、2 つの機能を分離する方法があったとしたらどうでしょうか? いくつかの新しい企業は、乾燥剤として知られる材料を使用してまさにそれを行うことを提案しています。 そうすることで、家庭や企業の冷房に必要な電力の必要性が 50 ～ 80% 削減される可能性があると彼らは試算しています。 これらのシステムは、極度の高温多湿の環境下でもより効率的に冷却できるため、送電網へのストレスが軽減されます。

従来のエアコンは、コンプレッサーを使用してガスを加圧し、その後膨張するにつれて冷却します。 蒸気圧縮と呼ばれるそのアプローチは100年以上前からあり、基本設計はその発明以来あまり変わっていない、とロッキーマウンテン研究所のカーボンフリー建築プログラムのマネージャーであるアンキット・カランキ氏はMITテクノロジーレビューに語った。 冷媒をポンプで送り出し、熱を外部に移動させるのに十分な圧縮には、特に温度が非常に高い場合に多くのエネルギーが必要です。

カランキ氏によると、建物を快適に保つには低湿度環境を維持することが大きく関係しているが、エアコンは空気を冷却して湿気を取り出す必要があるという。 湿気に対処するための指定されたシステムがなければ、建物はしばしば「過剰冷却」され、多大なエネルギー負担が追加される可能性があると彼は言います。 乾燥剤は、除湿プロセスを冷却プロセスから分離することで、エネルギー需要の削減に役立つ可能性があります。

新しい電子機器の箱に入っている、「これは食べないでください」と書かれた小さな白い袋をご存知ですか？ これらは輸送中に箱の中の商品を乾燥した状態に保つための乾燥剤ですが、他の種類の乾燥剤もあります。

2018 年に設立された MIT スピンオフである Transaera は、有機金属フレームワークと呼ばれる一種の材料を使用するハイブリッド システムを開発しています。 トランスアエラの最高経営責任者（CEO）ソリン・グラマ氏によると、これを従来のエアコンに追加すると、平均的なモデルよりもエネルギー使用量を35％削減できる可能性があるという。

同社はウェブサイトで次のように述べています。「当社では、空気中の湿気を吸収する新しいスポンジ状の素材を使用しており、エアコンがより効率的に空気を冷却できるようにしています。」 次に、エアコンから発生した熱を無駄にするのではなく、次のサイクルのために材料を乾燥させるために利用します。」

南フロリダに本拠を置くブルー フロンティアは、まったく異なるアプローチをとっています。 その冷却技術は、空気中の水分を引き出すことができるほど濃縮された塩溶液に依存しています。 まず、空気の流れがチャネルを通過し、乾燥剤の薄い層の上を通過し、空気から湿気を取り除きます。 次に、乾燥した空気は蒸発冷却ステップを経て、空気の温度が下がります。

基本的には、科学者が蒸発熱と呼ぶものを利用して、汗が皮膚を冷やすのと同じように機能します。 アリゾナやニューメキシコなどの乾燥気候では、周囲の湿度が非常に低いため、エアコンの代わりに気化式クーラーが使用されます。 スワンプクーラーとも呼ばれるこのクーラーは、従来のエアコンよりも最大 80% 少ない電力を消費できます。