В поисках прохлады — технологические стартапы подбирают замену кондиционерам

Мир  пытается сохранять прохладу на фоне  экстремальной жары. Новая волна стартапов работает над тем, чтобы будущее было более приятным, пишет Bloomberg.

Июль обещает стать самым жарким месяцем за всю историю наблюдений, на этой неделе жители более половины территории США получили предупреждения о  чрезмерной жаре.

А учитывая, что климатический кризис в ближайшие годы только повысит температуру, необходимость сохранять прохладу актуальна вдвойне. Это не только тепловые насосы, но и следующая волна технологий, которая будет охлаждать нас, не перегружая энергосистему и не поджаривая планету. 

Кондиционеры потребляют около 6% электроэнергии в США, а хладагенты, необходимые для работы кондиционеров, в 2000 раз сильнее влияют на потепление, чем углекислый газ. Тепловые насосы, которые предлагают более эффективное охлаждение с низким выбросом углерода, рекламировались как удачное решение,  снижающее затраты и поддерживаемое налоговыми льготами. Но текущих версий на рынке недостаточно для обеспечения стабильной работы сети, снижения выбросов и охлаждения помещений. Стартапы уже создают технологию охлаждения следующего поколения, которая может помочь заполнить пробелы.

Кармайкл Робертс, бизнес-руководитель инвестиционного комитета Breakthrough Energy Ventures (BEV), указал на Blue Frontier, как на пример стартапа, работающего над этой проблемой.

Традиционные кондиционеры передают тепло изнутри наружу через испаритель, который охлаждает дом, и конденсатор, который выпускает накопленное тепло наружу. Компрессор перемещает хладагент, жидкость, передающую тепло, между испарителем и конденсатором.

Стартап из Флориды разрабатывает интеллектуальную систему охлаждения и хранения энергии, которая, помимо других функций, заменяет хладагент раствором соли или жидким осушителем. Этот жидкий осушитель хранится в резервуаре, который рассчитан на четырехчасовое охлаждение, что позволяет установленному на крыше блоку работать даже в случае отключения электроэнергии.

«Коммунальная служба может контролировать ваше потребление электроэнергии так, чтобы это было лучше для них, а пользователь здания управляет термостатом, и междуними не должно быть конфликта», — считает генеральный директор и соучредитель Дэниел Беттс.

Смешивание влажности с жарой — проблема для многих мест в восточной половине страны — усугубляет проблемы сохранения прохлады. По мере повышения температуры воздуха количество воды, которое может удерживать воздух, также увеличивается, что затрудняет охлаждение тела.

По словам Беттс, обычные кондиционеры неэффективны, когда речь идет о контроле влажности. Технология жидкого влагопоглотителя Blue Frontier может не только помочь ее устройствам накапливать энергию. По его словам, он также удаляет влагу из воздуха напрямую, тем самым более эффективно охлаждая помещения и снижая потребление энергии на 50-90%, согласно лабораторным данным и полевым испытаниям.

По словам Беттса, в настоящее время компания проводит полевые испытания и рассчитывает начать продажи единиц в 2025 году, первоначально ориентируясь на коммерческие здания.

MIMiC Systems, еще один передовой стартап HVAC, разработал полупроводниковую систему отопления и охлаждения, в которой используется твердый материал для передачи тепловой энергии. Ему не требуются движущиеся части, такие, как компрессоры, используемые в традиционных кондиционерах. Установка полностью модульная, а, значит, лучше реагирует на различные температурные потребности людей в помещении. По словам главного исполнительного директора и соучредителя Берардо Маталуччи, это также полностью снижает потребность в хладагентах.

Гибкость — еще одна часть головоломки энергоэффективности. В большинстве американских домов установлены центральные системы кондиционирования воздуха, которые нагревают и охлаждают дома равномерно по всему пространству, независимо от того, где находятся люди, и разницы температур в помещении.

Другой стартап, Flair, продает умную вентиляцию, которая может перенаправлять воздух из одной части дома в другую, эффективно избегая потерь энергии. По словам главного исполнительного директора и соучредителя Дэниела Майерса, клиенты сообщили компании, что они сэкономили до 30% своих счетов за электроэнергию, установив их систему. На данный момент устройства компании установлены в 30 000 домов.

Для домов с мини-сплит-системами без воздуховодов, которые составляют основную часть систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха за пределами США, Flair продает интеллектуальный термостат, который клиенты могут использовать для контроля температуры из любого места через приложение. По словам Майерса, это может позволить интегрировать эти интеллектуальные блоки HVAC, подключенные к термостату, в сеть и участвовать в программах улучшения гибкости нагрузки.

Майерс назвал полностью регулируемые системы HVAC «Полярной звездой» компании как с точки зрения обеспечения комфорта, так и с точки зрения реагирования на потребности сети.  

«В конце концов, средний тепловой насос может потреблять значительно меньше электроэнергии в периоды пикового спроса, чем центральный кондиционер», — уверен генеральный партнер Azolla Ventures Эми Даффуор. «Умные тепловые насосы — действительно отличный способ начать думать о повышении устойчивости электросети».

Стартап оконных тепловых насосов Gradient, поддерживаемый Azolla, входит в число компаний, пытающихся привести эту идею в жизнь. Его подразделения подключены к Интернету, поэтому они могут участвовать в программе реагирования на спрос. Эти добровольные программы энергосбережения уже используются в таких штатах, как Калифорния и Техас. В критические периоды, когда из-за сильной жары может резко возрасти потребность в энергии, эти программы помогают снизить нагрузку на сеть.

Все системы тепловых насосов должны иметь возможность связываться друг с другом и другими бытовыми приборами и понимать, когда возникают пиковые уровни потребления, чтобы предварительно охладить дома и, тем самым. сгладить пики, считает генеральный директор Gradient Винсент Романин.

«У зданий нет чувств, но у людей они есть», — добавил он, и умный дизайн HVAC также должен быть ориентирован на комфорт. По его словам, охлаждение людей в сильную жару заключается не только в снижении температуры воздуха, но и в учете всех аспектов человеческого комфорта, включая температуру излучения, движение воздуха и влажность.

Несмотря на сильную жару этим летом, изменение климата приведет к еще большим экстремальным явлениям в ближайшие десятилетия. Сегодняшние тепловые насосы могут решить некоторые проблемы, связанные с охлаждением в завтрашнем климате, но технологии следующего поколения потребуются для обеспечения комфорта, чтобы не усугубить климатический кризис.

Перевод Станислава Прыгунова, специально для «БВ»