Singapore phát minh thành công “điều hòa xanh” làm lạnh bằng nước

Điều hòa gia đình rất ít thay đổi trong suốt quá trình tồn tại của nó, kể từ khi được phát minh ra cách đây một thế kỷ. Thế nhưng những nhà nghiên cứu Singapore mới đây đã công bố các công nghệ mới hứa hẹn mang đến cách làm mát không khí (trong nhà) thân thiện với môi trường hơn và tiêu thụ năng lượng hiệu quả hơn.

Theo đó, chiếc điều hòa bền vững này sẽ sử dụng nước thay vì chất làm lạnh và tiêu thụ ít hơn 40% lượng điện để vận hành và có thể làm lạnh xuống 18 độ C.

Ernest Chua, Phó giáo sư đến từ chuyên ngành kỹ thuật máy của đại học này cho biết: “Điều hòa hiện nay dựa trên công nghệ đã cũ hàng thế kỷ và không có bất cứ bước đột phá nào trong việc tạo ra điều hòa tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường."

Thống kê từ một khảo sát được thực hiện bởi Ủy ban Môi trường quốc gia chỉ ra rằng điều hòa tiêu tốn 40% năng lượng điện của một gia đình.

Những nhà sản xuất điều hoà đến nay đang tìm cách cải thiện hiệu suất làm việc của các bộ phận máy như bộ phận nén và bộ phận bay hơi. “Tuy nhiên, những vấn đề này không đáng kể. Chúng ta cần một bước nhảy vọt trong việc cải thiện sử dụng năng lượng hiệu quả”, ông Chua nhận định.

Mẫu điều hòa xanh của Đại học Quốc gia Singapore và nhóm nghiên cứu: Giáo sư M.Kum Ja (trên trái); Giáo sư Bui Duc Thuan (trên phải); Phó giáo sư điều phối Ernest Chua (dưới phải) và Giáo sư, bác sỹ y khoa Raisul Islam (dưới trái)

Nhóm của ông sau 4 năm nghiên cứu dưới sự tài trợ của chính phủ đã sản xuất ra 2 công nghệ mới có thể giúp điều hòa sử dụng nước để làm lạnh thay vì các chất hóa học làm lạnh như truyền thống.

Đầu tiên là bộ phận hút ẩm mảng sử dụng những vật liệu hút nước đặc biệt và một sự khác biệt trong áp suất không khí rút nước từ không khí xung quanh khi nó được dẫn qua màng. Nước bị loại bỏ được làm sạch đến độ gần như tinh khiết như nước uống đóng chai.

Không khí khô sau đó được dẫn qua bộ phận làm lạnh có khả năng làm bay hơi điểm sương đối lưu (counter-flow dew-point evaporative cooler), phát minh thứ hai của nhóm nghiên cứu. Thiết bị này loại bỏ nhiệt thông qua bộ phận làm lạnh có khả năng làm bay hơi, giống quá trình giảm nhiệt độ của cơ thể thông qua sự đổ mồ hôi.

Với 2 công nghệ mới này, điều hòa không còn quá trình “ngốn” năng lượng hay các chất làm lạnh hóa học để hoạt động nữa. Các chất làm lạnh có thể là ozone-depleting chlorofluorocarbons (CFCs) hay hydrochlorofluorocarbons (HCFCs). CFCs bị cấm trong Nghị định thư Montreal vào năm 1987, Kagali Amendment có trách nhiệm pháp lý là buộc các quốc gia đã tham gia kí kết nghị định thư này phải hành động chống lại HCFCs.

Quản lý các chất làm lạnh là giải pháp khả quan nhất để chiến đấu chống lại biến đổi khí hậu, theo Project Drawdown, danh sách xếp hạng các hành động khí hậu trên quy mô ảnh hưởng của nó trong nỗ lực làm dịu biến đổi khí hậu.

Thay vì dựa vào HCFCs, loại điều hòa mới có thể làm lạnh một phòng bằng cách sử dụng nước mưa. Nó cần 1 lít nước để làm lạnh một phòng ngủ tiêu chuẩn trong 15 đến 20 tiếng, ông Chua cho biết. Trong khi điều hòa thông thường thải ra khí nóng như một phụ phẩm, mẫu điều hòa xanh này thải ra không khí mát hơn so với nhiệt độ ngoài trời. Điều này giúp tránh làm nhiễu động nhiệt độ đô thị.

Cách các công nghệ điều hòa từ nước của Đại học Quốc gia Singapore hoạt động trong một hệ thống điều hòa.

Số lượng điều hòa của thế giới có thể tăng lên con số 1 tỷ chiếc trước năm 2030 khi biến đổi khí hậu gây ra tăng nhiệt độ và tầng lớp trung lưu toàn cầu có sức mua mạnh mẽ hơn. Chỉ riêng Đông Nam Á, con số này đã cán mốc 10 triệu chiếc trước năm 2018, trong khi 5 năm trước, nó chỉ là 6.5 triệu.

Những thế hệ điều hòa mới, điều hòa xanh mà đại diện là mẫu điều hòa này của Đại học Quốc gia Singapore sẽ không chỉ giúp bảo tồn năng lượng mà còn bảo đảm cuộc sống thuận hòa giữa con người và môi trường, ông Chua khẳng định.

Tuy nhiên, ông cũng nhấn mạnh rằng mẫu điều hòa cao 1.6m này không phải là phiên bản cuối cùng, nhóm của ông hiện tại vẫn đang tạo ra những sản phẩm xanh hơn, tốt hơn và cạnh tranh hơn cho thị trường trong 3 – 5 năm tới.

Ông dự đoán điều hòa xanh của ông sẽ rẻ hơn 20 – 30% chi phí sản xuất so với những loại điều hòa hiện nay và 10 năm sau vẫn vậy.

Điều trở ngại của nhóm nghiên cứu hiện nay là công nghệ của họ không thể làm lạnh sâu để thay thế các hệ thống chạy bằng chất hóa học làm lạnh của tủ lạnh và tủ đá. Tuy nhiên, ông Chua cho rằng những phát triển mới của họ có thể sử dụng trong công nghiệp làm lạnh thực phẩm.