تهویه مطبوع: مزایا، مسائل و جایگزین ها - اسلیم فا

به گزارش خبرنگاران به نقل از گاردین، موج های گرمای ظالمانه در نتیجه بحران آب و هوایی مکرر و شدیدتر شده اند روندی که انتظار می رود ادامه یابد و می تواند به نسبت سرعت گذار از سوخت های فسیلی بدتر گردد. برای رهایی از گرما افراد به طور فزاینده ای به تهویه مطبوع روی می آورند. بر اساس نتیجه تحلیل سال 2020 میلادی گروه تحقیقاتی مستقل Climate Central تعداد دستگاه های تهیه مطبوع در دنیا ممکن است تا سال 2050 میلادی تا 244 درصد افزایش یابد و طبق داده های آژانس بین المللی انرژی تقاضا برای آن در امریکا می تواند تا 59 درصد افزایش یابد.

افزایش دسترسی به تهویه مطبوع می تواند جان انسان ها را نجات دهد. به هر حال در ایالات متحده گرمای شدید تنها کشنده ترین شکل آب و هوای شدید است، اما ممکن است با معایبی نیز همراه باشد.

در ادامه به چالش های امروز و سال های آینده نگاه نموده و برخی از جایگزین ها برای تهویه مطبوع را ذکر می کنیم:

میلیارد ها نفر به تهویه مطبوع دسترسی ندارند و هزنیه های انرژی بسیار زیاد است

خرید و راه اندازی فناوری مرتبط با تهویه مطبوع ممکن است گران باشد و همین موضوع اغلب دسترسی به آن را برای جوامع فقیر در ایالات متحده و در سطح دنیا غیر قابل دسترس می سازد. در ایالات متحده تحقیقات نشان می دهند که خانوار های کم عایدی به احتمال زیاد به فناوری تهویه مطبوع دسترسی ندارند. نتیجه مطالعه ای اجرا شده در سال 2019 میلاید نشان داد که بین 1.8 تا 4.1 میلیارد نفر در کشور های در حال توسعه که به طور مرتب دما های بالا و خطرناک را تجربه می نمایند به فناوری خنک نماینده دسترسی ندارند.

ناراسیم ها رائو استاد سیستم های انرژی در دانشگاه ییل می گوید: در بسیاری از نقاط دنیا و در بسیاری از کشور ها ما نگران این هستیم که افرادی که بیش تر به تهویه مطبوع احتیاج دارند به آن دسترسی نداشته باشند.

استفاده از تهویه مطبوع هم چنین به شبکه های برق فشار وارد می نماید. این امر می تواند خطرناک باشد. نتیجه مطالعه ای تازه نشان می دهد که اگر یک موج گرمای پنج روزه و قطع برق به طور همزمان در شهر فینیکس رخ دهد بیش از 50 درصد از جمعیت فعلی 1.4 میلیونی آن شهر ممکن است در بخش اورژانس بستری شوند. بسیاری در کوشش هستند تا سیستم های تهویه مطبوع را ارزان تر نمایند و قابلیت اطمینان بخشی شبکه های برق را بهبود بخشند. با این وجود، مشکل دیگری نیز وجود دارد: استفاده از تهویه مطبوع زمین را گرم می نماید.

دستگاه های تهویه مطبوع انرژی زیادی مصرف می نمایند. طبق گفته آژانس بین المللی انرژی از هم اکنون تا سال 2050 میلادی فناوری های خنک نماینده از جمله دستگاه های تهویه طبوع بزرگترین عامل دامن زننده به تقاضای انرژی در حال رشد خواهند بود که یک مشکل فزاینده است، زیرا بخش عمده انرژی دنیای در حال حاضر از سوخت های فسیلی تامین می گردد.

داده های S&P Global Commodity Insights نشان می دهد که ایالات متحده رکورد تابستانی خود را برای مصرف روزانه گاز حداقل در دو نوبت جداگانه شکست و مصرف ناشی از کار تهویه مطبوع یکی از عوامل کلیدی آن است.

بیشتر مدل های تهویه مطبوع به استفاده از مواد شیمیایی گرم نماینده سیاره برای خنک کردن هوا احتیاج دارند. متداول ترین مبرد های مورد استفاده در تهویه مطبوع هیدروفلوئوروکربن ها (HFCs) هستند که گاز های گلخانه ای قوی می باشند که هزاران برابر موثرتر از دی اکسید کربن در به دام انداختن گرما می باشند.

برخی از دستگاه های تهویه مطبوع از مبرد های سازگار با آب و هوای هیدروفلورولفین (HFOs) استفاده می نمایند اگرچه این مبرد ها هنوز هم می توانند آسیب های زیست محیطی ایجاد نمایند. جایگزین های دیگر شامل آمونیاک و پروپان است، اما هر دو در صورت نشت می توانند برای انسان مضر باشند.

شرکت ها هم اکنون از انواع جدیدتر مبرد ها مانند R-32 استفاده می نمایند که یک هیدرو فلوروکربن است که تقریبا نیمی کم تر از مبرد های سنتی که برای تهویه مطبوع استفاده می شدند سیاره زمین را گرم می نماید.

کارشناسان می گویند با به کارگیری استراتژی های دیگر برای کاهش دما در خانه ها می توانیم عوارض محیطی تهویه مطبوع را کاهش دهیم و به افراد این امکان را خواهیم داد که بدون گرم شدن سیاره زمین خنک بمانند.

فناوری های خنک نماینده بیش تری که در مصرف انرژی صرفه جویی می نمایند وجود دارند

یکی از پر سر و صداترین فناوری های تهویه مطبوع پمپ های حرارتی الکتریکی هستند که قادر هستند خانه ها را گرم و خنک نمایند. این دستگاه ها در روز های گرم هوای گرم را از خانه بیرون رانده و هوای خنک را به داخل می کشانند.

این فناوری ها نسبت به سیستم های تهویه مطبوع سنتی از لخاظ مصرف انرژی بسیار کارآمدتر هستند. هم چنین برای کار کردن به مبرد بسیار کم تری احتیاج دارند. دستگاه های تهویه مطبوع سنتی و پمپ های حرارتی هر دو خانه ها را با کاهش مستقیم دمای هوا و هم چنین با بیرون کشیدن رطوبت از هوا خنک می نمایند.

با این وجود، ترکیب این دو فرآیند باعث می گردد که آن دستگاه ها به شدت ناکارآمد باشند. اکنون پژوهشگران در حال کار بر روی توسعه فناوری های جدیدی هستند که این دو عملکرد را برای افزایش کارایی از هم جدا می نماید. برخی از مدل ها از خشک نماینده های فیزیکی موادی که رطوبت را جذب می نمایند به جای فرآیند های انرژی زا برای بیرون کشیدن رطوبت از هوا استفاده می نمایند.

بهبود بهره وری انرژی کولر گازی بسیار مهم است. طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی در سال 2018 میلادی میانگین هوا کم تر از نصف برترین فناوری موجود کارآمد بود. مدل های کم بازده که اغلب در خانواده های کم عایدی یافت می شوند برای اجرا به مصرف برق بیش تری احتیاج دارند که همزمان باعث گر شدن آب و هوا و گران تر شدن مصرف آن می گردد.

گزینه های بیش تر برای خنک نماینده ها

سایر فناوری های رایج می توانند نقش عمده ای در خنک سازی خانه ها داشته باشند. رائو استاد دانشگاه ییل می گوید برای مثال، فن ها بسیار ارزان تر و با مصرف انرژی بسیار کم تری در مقایسه با دستگاه های تهویه مطبوع هستند. آن ها هم چنین می توانند به طور شگفت انگیزی به خصوص در محیط های گرم و خشک موثر باشند. او می گوید:در برخی موارد آن ها می توانند تا 2 درجه سانتی گراد از شدت گرما بکاهند.

رائو هم چنین در حال مطالعه ظرفیت بالقوه استفاده از رطوبت گیر ها به عنوان یک فناوری خنک نماینده گسترده است، زیرا می توانند شرایط را در منطقه ها گرم و با هوای خفه بهبود بخشند.

او می گوید:در بمبئی شهری که من اصالتا از آنجا هستم می توانید از شر خشک شدن هوا با استفاده از رطوبت گیر خلاص شوید. در خانه من هوا بسیار گرم و مرطوب است، اما من به زیرزمینی می روم که تهویه هوا ندارد و صرفا مجهز به رطوبت گیر است و هنوز هم بسیار خنک تر از نقاط دیگر می باشد.

در گرمای هوای گرم و خشک یکی دیگر از فناوری های مفید کم مصرف از نظر انرژی خنک نماینده هوا است که به عنوان خنک نماینده باتلاقی نیز شناخته می گردد. این دستگاه ها از یک فن برای گردش مجدد هوا در یک ماده خنک و مرطوب استفاده نموده و سپس هوای تازه مرطوب و خنک را به داخل خانه پخش می نمایند. خنک نماینده های باتلاقی مانند رطوبت گیر ها و فن ها ارزان و کارآمد هستند و به طور گسترده در دسترس می باشند.

با این وجود، راه هایی نیز با استفاده از فناوری سطح پایین برای خنک نگهداشتن خانه ها وجود دارند. برای مثال، می توان ساختمان ها را برای پایین نگه داشتن دما بهتر طراحی کرد.

ویوک شانداس استاد جغرافیا در دانشگاه ایالتی پورتلند که تاثیرات تغییرات آب و هوایی در منطقه ها شهری را مطالعه نموده می گوید:یکی از استراتژی های مهم عایق بندی و نارسانا کردن است.

او می افزاید: اغلب از دستگاه های تهویه مطبوع در داخل خانه ها به ویژه خانه های قدیمی تر استفاده می نماید خانه هایی که عایق بندی نشده اند و یا شکاف های پنجره ها و در ها که گرمای شدید بیرون می تواند به وسیله آن وارد ساختمان گردد رفع نشده است. در نتیجه، ساکنان ممکن است مجبور شوند دستگاه تهویه مطبوع را در بالاترین تنظیمات برای خنک کردن بیش تر محیط قرار دهند تا دمای داخل خانه را پایین نگه دارند.

شانداس می گوید که عایق بندی کردن مقدار احتیاج به تهویه مطبوع برای حفظ دما در درجه راحت ماندن در محیط را کاهش می دهد و باعث کاهش مبلغ پرداختی قبض برق می گردد و همزمان مقدار انتشار گاز های گلخانه ای را نیز کاهش خواهد داد.

برخی از خانه ها نیز با موادی ساخته شده اند که گرما را جذب می نمایند. شانداس می گوید ساکنان خانه های متحرک و تریلر ها که اغلب با فولاد یا آلومینیوم ساخته می شوند اغلب در برابر گرمای شدید آسیب پذیرتر هستند. رائو می گوید در جنوب آسیا و سایر بخش های جنوب دنیای سقف های فلزی که اغلب در محله های فقیرنشین یافت می شوند رایج هستند، زیرا ارزان قیمت می باشند. او می گوید:کاربرد ورق آلومینیومی برای سقف بدترین کاری است که از نظر گرما و جذب حرارت می توانید انجام دهید.

با این وجود، برخی از مواد مورد استفاده در ساخت خانه ها مانند آجر و سنگ می توانند گرما را با سرعت بیشتری جذب و آزاد نمایند. بهبود در دسترس بودن و ارزان بودن چنین موادی می تواند جان انسان ها را در گرمای شدید نجات دهد.

خانه ها به ویژه سقف ها را نیز می توان برای کاهش دمای داخلی با رنگ سفید رنگ آمیزی کرد. ساختمان های زیر سقف سفید درمواجهه با اشعه های خورشید خنک می مانند، زیرا بین 60 تا 90 درصد نور خورشید منعکس می گردد. هم چنین، می توان ساختمان ها را با در نظر گرفتن تهویه برای دما های پایین تر طراحی کرد. برای مثال، می توان بادگیر ها را برای کشیدن نسیم خنک به داخل خانه ساخت. قرار دادن حوضچه های آب در زیر آن میز می تواند سازه ها را موثرتر سازد.

در خصوص سایه شرایط چگونه است؟

سایه می تواند تفاوت زیادی در داخل خانه و خارج از آن ایجاد کند. به گفته شانداس برای مثال، عمل ساده کشیدن پرده های مات و بسته می تواند به کاهش دمای داخل خانه یاری کند.

جوامع می توانند همان استراتژی را با کاشت درخت در سراسر محله ها به کار گیرند. شانداس می گوید: ما می دانیم که محله های درختی می توانند تا 15 درجه خنک تر از محله های بدون درخت باشند. درختان و سایر گیاهان را می توان بر روی پشت بام ها نصب کرد تا به عایق بندی ساختمان ها از هوای گرم بیرون یاری کند. شانداس می گوید این استراتژی ها به ویژه در منطقه ها گرم شهری که به علت جذب فراوان انرژی حرارتی به وسیله بتن است منطقه های که به طور نامتناسبی به وسیله افراد رنگین پوست کم عایدی اشغال شده اند مفید خواهند بود.

آیا می توانیم از شر تهویه مطبوع خلاص شویم؟

کارشناسان می گویند حذف تهویه مطبوع از دنیا کاری خطرناک خواهد بود. رائو می گوید:برخی از نقاط دنیا وجود دارند که واقعا نمی توان بدون تهویه مطبوع در آنجا کار و زندگی کرد نقاطی که در معرض آب و هوای بسیار بدی دارند.

با این وجود، استفاده استراتژیک از روش های دیگر برای خنک کردن جوامع می تواند هزینه ها و انتشار گاز های گلخانه ای را کاهش دهد. هم چنین این کار می تواند هزینه ها و انتشار گاز های گلخانه ای را کاهش داده و هم چنین می تواند تاثیر ضربه ای ناشی از تهویه مطبوع را کاهش دهد. در منطقه ها بسیار متراکم اجرای آن ها می تواند دمای هوای بیرون را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد.

شانداس می گوید استراتژی های مختلف در زمینه های مختلف برترین کارکرد را خواهند داشت. او می افزاید: ما احتیاج به یافتن راهکار های موثر مختلف داریم که از نظر اجتماعی و سیاسی خوشایند بوده و در درازمدت پایدار باشند.