Το ερευνητικό έργο αναπτύσσεται σε δυο κατευθύνσεις, στο ατομικό επίπεδο ανά κάτοικο κτιρίου και στην γενικότερη κλίμακα θέρμανσης-ψύξης των κτιριακών εγκαταστάσεων.
Στην πρώτη περίπτωση περιλαμβάνονται πρωτοποριακής σχεδίασης γραφεία, ρομπότ «προσωπικού» δροσισμού και «φορετές» συσκευές για δημιουργία «ατομικού» μικροκλίματος, κυρίως εντός των κτιρίων.
Για παράδειγμα αναφέρονται θερμαινόμενα γραφεία, πολυθρόνες, ψυχόμενα υποδήματα ακόμη και γιλέκα. Σε όλες αυτές τις κατασκευές η λειτουργία γίνεται με ηλεκτρονικά κυκλώματα.
Η δεύτερη είναι σαφώς πιο περίπλοκη καθώς η συνδυασμένη έρευνα συμπεριλαμβάνει μεταξύ άλλων παράγοντες όπως το φως που μπαίνει από τα παράθυρα, το είδος των υαλοπινάκων, την μόνωση πατώματος, οροφής και τοίχων, τις θέσεις που κάθονται οι άνθρωποι, την μετακίνηση τους στο χώρο, τον τρόπο διάχυσης της θερμότητας, την ηλικία του κτιρίου, το είδος των υλικών κλπ., προκειμένου να διαμορφωθεί ένα ρεαλιστικό μοντέλο για εκτεταμένη μελέτη σε υπολογιστή.
Ο «ατομικός» κλιματισμός
Αναμφίβολα η έρευνα στην κατεύθυνση του λεγόμενου «ατομικού» κλιματισμού, δηλαδή της κατά άτομο θέρμανσης και ψύξης του σώματος αναλόγως προσωπικής επιλογής, εμπεριέχει πολλά στοιχεία πρωτοτυπίας τόσο ως προς την τεχνολογία όσο και ως προς τις προοπτικές βιομηχανικής παραγωγής και εμπορικής αξιοποίησης.
Η προσέγγιση αυτή θεωρεί ότι η ρύθμιση της «προσωπικής» θερμοκρασίας είναι πολύ πιο οικονομική μέθοδος για τον συγκριτικά ελάχιστο χώρο που καταλαμβάνει ένας άνθρωπος μέσα σε ένα κατ' αναλογία πολύ μεγάλο χώρο όπως μια κλιματιζόμενη αίθουσα, ένα ευρύχωρο δωμάτιο κλπ.
Δεδομένης της τεχνολογικής εξέλιξης στις μέρες μας ολοένα και περισσότερες θεωρητικές προσεγγίσεις γίνονται εφικτές οπότε πλέον συμπεριλαμβάνεται και ο συγκεκριμένος αυτοματισμός που συγκεντρώνει μεγάλο ενδιαφέρον για να επιτευχθεί ένα ισοζύγιο ανάμεσα στην κατανάλωση του κεντρικοί κλιματισμού και την αίσθηση άνεσης για κάθε ένα από τους ενοίκους.
Όπως αναφέρουν ερευνητικές ομάδες στο προσεχές μέλλον θα είναι δυνατόν κάθε κάτοικος ενός κτιρίου να θερμαίνει ή να ψύχει το σώμα του, ή τον πέριξ προσωπικό χώρο του, ανάλογα με τις επιλογές του για να νοιώθει άνετα χωρίς όμως να επιβαρύνει το κόστος λειτουργίας των κεντρικών εγκαταστάσεων.
Επομένως θα διαμορφώνει το προσωπικό «μικροκλίμα» του εντός του κτιρίου χωρίς (θεωρητικά) να επηρεάζει συναδέλφους ή συγκατοίκους, συνεισφέροντας θετικά στην αλυσίδα θέρμανση-ψυξη, κόστος, συντήρηση εγκαταστάσεων, παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ρύπανση περιβάλλοντος λόγω ανθρωπογενούς δραστηριότητας κλπ.
Οι προτάσεις για εξατομικευμένες λύσεις έρχεται από την κρατικών συμφερόντων και ελέγχου αμερικανική ARPA-E (Advanced Research Projects Agency-Energy) η οποία χρηματοδοτεί σχετιζόμενα με την ενέργεια μεγάλης κλίμακας προγράμματα.
Στην κατηγορία αυτή ανήκει το πρόγραμμα DELTA (Delivering Efficient Local Thermal Amenities) που στοχεύει στην μεταφορά του ενδιαφέροντος για τον κλιματισμό από το επίπεδο του κτιρίου σε προσωπικό επίπεδο.
Για την μείωση του κόστους θέρμανσης και ψύξης έχει προχωρήσει σε πολυδιάστατη έρευνα γι' αυτό που σε γενικές γραμμές θα έλεγε κανείς «τοπικής κλίμακας συστήματα διαχείρισης θερμότητας» (Localized Thermal Management Systems-LTMS).
Η συγκεκριμένη καινοτομία χωρίζεται σε δυο ενότητες, σε αυτές που θα λέγαμε «φορετές» συσκευές, δηλαδή σε ειδικά ρούχα και υποδήματα και σε συσκευές προσωπικού κλιματισμού.
Στην δεύτερη ανήκουν τα προσωπικής χρήσης έπιπλα που αναλόγως επιλογών θα μεταβάλουν την ενέργεια που εκπέμπουν όπως μια πολυθρόνα, ένα γραφείο κλπ.
Πολυθρόνα με «κλιματισμό»
Το πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϊ στην Καλιφόρνια (University of California, Berkeley) προσεγγίζει το θέμα μόνον στο επίπεδο της άμεσης θέρμανσης ή ψύξης του σώματος και όχι του περιβάλλοντα χώρου, επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον στην πολυθρόνα.
Η συγκεκριμένη, ως ένα προσωπικής χρήσης αντικείμενο, θα διαθέτει μικρούς ανεμιστήρες στην πλάτη και θερμαντικά στοιχεία στο κάθισμα για ευχερή επαφή με το ανθρώπινο σώμα.
Επίσης προβλέπεται ύπαρξη επαναφορτιζόμενης μπαταρίας και μικρός πίνακα ελέγχου. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι στο μέγιστο της απόδοσης θα καταναλώνει 14 βατ για θέρμανση και 4 βατ για ψύξη.
Ενδιαφέρον είναι ότι οι πολυθρόνες αυτές θα «επικοινωνούν» μεταξύ τους συγκροτώντας έτσι ένα άτυπο ηλεκτρονικό δίκτυο και μέσω αυτού θα τροφοδοτούν το υπολογιστή που ελέγχει το κεντρικό σύστημα κλιματισμού του κτιρίου για να ρυθμίζει αντίστοιχα την λειτουργία του.
Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατόν για παράδειγμα συνολικά όσοι χρησιμοποιούν τις συγκεκριμένες πολυθρόνες να επιλέξουν την προσωπική θέρμανση τους σε αντίθεση με την αρχική ρύθμιση του κεντρικού κλιματισμού.
Αυτό που ίσως εντυπωσιάζει είναι ότι κυρίως τις βραδυνές ώρες θα χρειάζεται επαναφόρτιση των μπαταριών τους. Η αναγκαία ενέργεια θα λαμβάνεται ασύρματα μέσω μαγνητικού πεδίου από ειδική μονάδα στο πάτωμα με προορισμό το κάτω μέρος της πολυθρόνας τεχνολογία που ενδεχομένως να αυξήσει το κόστος σε περίπτωση εμπορικής παραγωγής.
Ρομπότ για «προσωπικό» κλιματισμό
Από την ομολογουμένως ενδιαφέρουσα προοπτική για αυτόνομη προσωπική αυξομείωση θέρμανσης και ψύξης δεν θα έλειπαν τα ρομπότ.
Με την ονομασία RoCo το πανεπιστήμιο του Μαίρυλαντ (University of Maryland) καταθέτει την δική του πρόταση με αυτοκινούμενο ρομπότ σε θέση συσκευής κλιματισμού.
Αξίζει να φαντασθείτε την εικόνα, τουλάχιστον ως προς την σοβαρή της πλευρά, με το ρομπότ να ακολουθεί το «αφεντικό» του στις διαδρομές εντός του κτιρίου ή εν ώρα εργασίας για να διατηρεί το σώμα του σε θερμοκρασία άνετης διαβίωσης.
Όπως αναφέρουν οι ερευνητές πρόκειται για μονάδα σε δυο τμήματα, με το κλιματιστικό και τα «έξυπνα» ακροφύσια να στοχεύουν πάντα στα σημεία του σώματος που είναι πιο ευαίσθητα στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και μια μονάδα για να κινείται.
Αυτό που έρχεται αμέσως στην σκέψη είναι πως και που θα αποβάλλεται η θερμότητα που αναγκαστικά παράγεται όταν ένα κλιματιστικό λειτουργεί. Η συμβατική λύση για κάθε συσκευή που είναι μετακινούμενη είναι μια σωλήνα με έξοδο μέσω παραθύρου στο εξωτερικό περιβάλλον.
Η εταιρία που πειραματικά έχει κατασκευάσει το ρομπότ λύνει το πρόβλημα χρησιμοποιώντας κερί παραφίνης. Το συγκεκριμένο υλικό θα απορροφά την θερμότητα κατά την διάρκεια λειτουργίας του κλιματιστικού και σταδιακά λιώνοντας θα την αποθηκεύει χωρίς διαρροή στο περιβάλλον.
Κατά την φάση που δεν λειτουργεί θα τοποθετείται κάπου ώστε να το λιωμένο κερί να επανέλθει στην αρχικώς στερεά κατάσταση του ακτινοβολώντας την θερμότητα στο περιβάλλον.
Αν και με αυτονομία μόλις δυο ωρών η προοπτική αντικατάστασης του κεριού με γραφίτη θα την αυξήσει σημαντικά.
Στην προοπτική τίποτε δεν πρέπει να πάει χαμένο σκέψεις γίνονται και για την αποθηκευμένη θερμότητα που ως μορφή ενέργειας θα μπορεί να αξιοποιηθεί σε φάση «ανακύκλωσης», δηλαδή για να φορτίζονται από αυτήν κάποιες συσκευές ή ακόμη και ο μηχανισμός κίνησης του ρομπότ.
Φορετές συσκευές αυτοκλιματισμού
Σε αντίθεση με τις περιπτώσεις των δυο πανεπιστημίων η «SRI International» διεξάγει έρευνες για τον τρόπο ελέγχου της θερμοκρασίας σε περιοχές του ανθρώπινου σώματος που είναι πιο ευαίσθητες σε αυτές τις διακυμάνσεις όπως τα πέλματα, οι παλάμες και ορισμένες περιοχές του κρανίου.
Προσδιορίζοντας τον είδος των δραστηριοτήτων της αναφέρει στον ιστότοπο της ότι είναι μη κερδοσκοπικού χαρακτήρα ερευνητικό κέντρο που εργάζεται για την αμερικάνικη κυβέρνηση και την βιομηχανία.
Στον τομέα του «προσωπικού» κλιματισμού πραγματοποιεί έρευνες για υψηλής τεχνολογίας παπούτσια με αυτορύθμιση της θερμοκρασίας τα οποία θεωρεί ότι θα κάνουν τον χρήστη να νοιώθει άνετα.
Όσο και αν ακούγεται απλή η ενσωμάτωση υλικών και τεχνολογία στα «αυτοκλιματιζόμενα» παπούτσια στην πραγματικότητα αποτελούν μια πρόκληση.
Με τα σημερινά δεδομένα η σχεδίαση των υποδημάτων περιλαμβάνει στην σόλα ένα λεπτό στρώμα αγωγών για την κυκλοφορία χαμηλής θερμοκρασίας νερού το οποίο απορροφά την θερμότητα από το πέλμα, την αποθηκεύει και την αποβάλει στο περιβάλλον μέσω ψήκτρας και ηλεκτρικού ανεμιστήρα.
Αν και το πιθανότερο όλοι να φαντάζονται ένα ογκώδες υπόδημα όπως αναφέρεται δεν είναι ιδιαίτερα ευμεγέθες παρ ότι θα περιέχει τα ηλεκτρονικά κυκλώματα και την μπαταρία.
Στις προοπτικές της SRI είναι στην θέση του ανεμιστήρα να χρησιμοποιηθούν ηλεκτροαγώγιμα εύκαμπτα υλικά. Αυτό θα τίθενται σε ταλάντωση και έτσι θα μετακινούν μεγαλύτερη ποσότητα αέρα. Έτσι θα αποβάλλεται περισσότερη θερμότητα στο περιβάλλον.
Σε άλλες περιπτώσεις έχει γίνει αναφορά και για ειδικά γιλέκα τα οποία θα έχουν ηλεκτρονικά κυκλώματα σε συνδυασμό με ανεμιστήρες ή άλλες τεχνικές λύσεις για την αποβολή της θερμότητας. Η μάλλον αντιαισθητική όψη τους τα καθιστά προς το παρόν χρήσιμα μόνον για χρήση στο εξωτερικό περιβάλλον.
Ανεξαρτήτως του τι τελικώς θα επικρατήσει στο τεχνολογικό αλλά και το εμπορικό πεδίο είναι φανερό ότι το ενδιαφέρον για μικρορύθμιση της θερμοκρασίας σε προσωπικό επίπεδο συγκεντρώνει σημαντικό ενδιαφέρον...
(από την "Εφημερίδα των Συντακτών", 24/03/2016)
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου