طوّر المختبر الوطني الأمريكي للطاقة المتجددة (NREL) بالتعاون مع شركة Blue Frontier Inc. نظام تكييف هواء ثوريًا جديدًا يُسمى «نظام تكييف الهواء عالي الكفاءة مع التخزين» (Energy Storage Efficient Air Conditioner - ESEAC)، يهدف إلى خفض تكاليف تبريد المباني مع تقليل الضغط على شبكة الكهرباء في الوقت نفسه.

يدمج نظام ESEAC وظائف تخزين الطاقة والتبريد والتحكم في الرطوبة في وحدة واحدة. وفقًا لبيانات المشروع، يستطيع النظام:

• خفض ذروة استهلاك الكهرباء للتكييف بنسبة تزيد عن 90%
• تقليل فواتير الكهرباء الخاصة بالتبريد بنسبة تزيد عن 45%

تعمل شركة Blue Frontier حاليًا على تسويق التقنية ودمجها في أنظمة معالجة الهواء الخارجي المخصصة، وقد تم تركيب وحدة بقدرة 20 طنًا في ولاية فلوريدا، حيث تتحكم بشكل أساسي في درجة الحرارة والرطوبة خلال فترات إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية.

قال إريك كوزوبال، المهندس الأول في NREL وأحد مخترعي التقنية المشتركين:

«إنه تقدم كبير في مجال التكييف، يغيّر تمامًا طريقة ضبط الهواء وتوقيت استهلاك الكهرباء. ينقل نظام ESEAC الجزء الأكثر استهلاكًا للطاقة إلى فترات خارج الذروة، مما يخفض التكاليف ويُريح الشبكة الكهربائية».

تعتمد أنظمة التكييف التقليدية على تقنية ضغط البخار التي تربط بين التبريد وإزالة الرطوبة، مما يؤدي غالبًا إلى تبريد زائد أو تسخين زائد ويؤثر على الراحة. أما نظام ESEAC فيفصل عمليتي التبريد وإزالة الرطوبة تمامًا؛ فيستخدم مادة مُجفّفة سائلة تمتص الرطوبة مباشرة من الهواء الداخل، ثم يتم التبريد بدقة عبر مبرد تبخيري غير مباشر فائق الكفاءة. بهذا الفصل ينخفض استهلاك الطاقة مقارنة بإزالة الرطوبة التقليدية.

يتكون دورة النظام من ثلاث خطوات مرتبطة بأنظمة فرعية متخصصة:

1. الشحن: يعيد مُجدّد المجفف الكهربائي تحويل المجفف السائل المخفف (قائم على الملح) إلى محلول مركّز عالي النقاء وماء نقي، وهذه الوحدة تستهلك أكثر من 90% من كهرباء النظام.
2. التخزين: يُخزن المجفف المركّز والماء النقي في خزانات للاستخدام لاحقًا.
3. التفريغ: يستخدم المنظم المواد المخزنة لتجفيف الهواء وتبريده مع تقليل استهلاك المضخات والمراوح إلى الحد الأدنى، وتُعاد الرطوبة الممتصة من الهواء لتخفيف المجفف مرة أخرى وإرجاعه إلى التخزين.

قال جيسون وودز، المهندس الأول في NREL ومخترع مشترك آخر:

«تفصل دورة ESEAC بين المجفف والماء وتخزنهما، مما يتيح تبريدًا وإزالة رطوبة حسب الحاجة. هذا يعني راحة على مدار الساعة مع استهلاك معظم الكهرباء في أوقات انخفاض الأسعار أو توفر الطاقة المتجددة».