مزایای تهویه مطبوع چیست؟/میلیون ها نفر به تهویه مطبوع دسترسی ندارند!

بخش اعظم سیاره زمین در ماه جاری تحت افزایش دمای بی سابقه به شدت گرم شد. شهر فینیکس در ایالت آریزونا رکورد دمای ۴۳.۳ درجه سانتی گراد در روز را شکست. دره مرگ کالیفرنیا بالاترین دمای خود را داشت. یک فرودگاه در سواحل ایران با شاخص گرمای ۶۶ درجه سانتی گراد مواجه شد در حالی که پکن شاهد افزایش ۳۵ درجه سانتی گرادی دما در روز بود.

بر اساس گزارش گاردین، امواج گرمای شدید در نتیجه بحران آب و هوایی مکرر و شدیدتر شده است. انتظار می رود این روند ادامه داشته باشد و با تسریع انتقال از سوخت های فسیلی بدتر می شود. برای رهایی از گرما، مردم به طور فزاینده ای به کولر گازی روی می آورند. بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل سال 2020 گروه تحقیقاتی مستقل Climate Central، تعداد دستگاه های تهویه مطبوع در جهان ممکن است تا سال 2050 تا 244 درصد افزایش یابد و طبق داده های آژانس بین المللی انرژی، ایالات متحده ممکن است 59 درصد افزایش یابد. .

افزایش دسترسی به تهویه مطبوع می تواند زندگی را نجات دهد. با این حال، در ایالات متحده، گرمای شدید تنها کشنده ترین شکل آب و هوای شدید است، اما می تواند جنبه های منفی نیز داشته باشد.

در زیر، به چالش‌های امروز و سال‌های آینده نگاه می‌کنیم و برخی از جایگزین‌های تهویه مطبوع را مورد بحث قرار می‌دهیم:

میلیاردها نفر به تهویه مطبوع دسترسی ندارند و هزینه های انرژی بالاست

خرید و بهره برداری از فناوری تهویه مطبوع ممکن است پرهزینه باشد، و اغلب آن را برای جوامع فقیر در ایالات متحده و سراسر جهان غیرقابل دسترس می کند. مطالعات در ایالات متحده نشان می دهد که خانوارهای کم درآمد به احتمال زیاد به فناوری تهویه مطبوع دسترسی ندارند. مطالعه Milead در سال 2019 نشان داد که بین 1.8 تا 4.1 میلیارد نفر در کشورهای در حال توسعه که به طور منظم در معرض دمای بسیار بالا و خطرناک هستند به فناوری تبرید دسترسی ندارند.

ناراسیمها رائو، استاد سیستم‌های انرژی در دانشگاه ییل، می‌گوید: “ما نگران این هستیم که در بسیاری از نقاط جهان و در بسیاری از کشورها، افرادی که بیشتر به تهویه مطبوع نیاز دارند به آن دسترسی نداشته باشند.”

استفاده از تهویه مطبوع نیز به شبکه برق فشار وارد می کند. این می تواند خطرناک باشد. یک مطالعه جدید نشان می دهد که اگر موج گرما پنج روزه و قطع برق به طور همزمان در شهر فینیکس رخ دهد، بیش از 50 درصد از جمعیت فعلی 1.4 میلیونی شهر می توانند به اورژانس مراجعه کنند. بسیاری در تلاش هستند تا سیستم های تهویه مطبوع را مقرون به صرفه تر کرده و قابلیت اطمینان شبکه های الکتریکی را بهبود بخشند. اما یک مشکل دیگر وجود دارد: استفاده از کولر باعث گرم شدن زمین می شود.

کولر گازی انرژی زیادی مصرف می کند. به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، از امروز تا سال 2050، فناوری‌های خنک‌کننده، از جمله تهویه مطبوع، بزرگ‌ترین محرک افزایش تقاضای انرژی خواهند بود، مشکلی رو به رشد زیرا اکنون بیشتر انرژی جهان از سوخت‌های فسیلی به دست می‌آید.

داده های S&P Global Commodity Insights نشان می دهد که ایالات متحده حداقل در دو نوبت جداگانه رکورد تابستانی مصرف روزانه گاز را شکسته است که مصرف تهویه مطبوع عامل اصلی آن است.

اکثر مدل‌های تهویه مطبوع به استفاده از مواد شیمیایی گرم کننده سیاره برای خنک کردن هوا نیاز دارند. متداول‌ترین مبرد‌های مورد استفاده در تهویه مطبوع هیدروفلوئوروکربن‌ها (HFCs) هستند که گاز‌های گلخانه‌ای قوی می‌باشند که هزاران برابر موثرتر از دی اکسید کربن در به دام انداختن گرما می‌باشند.

برخی از دستگاه‌های تهویه مطبوع از مبرد‌های سازگار با آب و هوای هیدروفلورولفین (HFOs) استفاده می‌کنند اگرچه این مبرد‌ها هنوز هم می‌توانند آسیب‌های زیست محیطی ایجاد کنند. جایگزین‌های دیگر شامل آمونیاک و پروپان است، اما هر دو در صورت نشت می‌توانند برای انسان مضر باشند.

شرکت‌ها اکنون از انواع جدیدتر مبردها مانند R-32 استفاده می‌کنند، هیدروفلوئوروکربنی که تقریباً نصف مبردهای معمولی مورد استفاده در تهویه مطبوع، سیاره را گرم می‌کند.

کارشناسان می گویند با استفاده از راهکارهای دیگر برای کاهش دما در خانه ها، می توانیم اثرات محیطی تهویه هوا را کاهش دهیم و بدون گرم کردن کره زمین، مردم را خنک نگه داریم.

فن آوری های خنک کننده صرفه جویی در انرژی بیشتری وجود دارد

یکی از فناوری‌های تهویه مطبوع که بیشتر در مورد آن صحبت می‌شود، پمپ‌های حرارتی الکتریکی هستند که می‌توانند خانه‌ها را گرم و خنک کنند. در روزهای گرم، این دستگاه ها هوای گرم را به بیرون از خانه می رانند و هوای خنک را به داخل می آورند.

این فناوری ها از نظر مصرف انرژی بسیار کارآمدتر از سیستم های تهویه مطبوع معمولی هستند. آنها همچنین برای کار کردن به خنک کننده بسیار کمتری نیاز دارند. سیستم های تهویه مطبوع و پمپ های حرارتی معمولی با کاهش مستقیم دمای هوا و جذب رطوبت از هوا، خانه ها را خنک می کنند.

با این حال، ترکیب این دو فرآیند باعث می شود این دستگاه ها بسیار ناکارآمد باشند. اکنون محققان در حال توسعه فناوری های جدیدی هستند که این دو عملکرد را برای افزایش کارایی از هم جدا می کند. برخی از مدل ها از خشک کن های فیزیکی استفاده می کنند که رطوبت را به جای فرآیندهای تولید انرژی برای استخراج رطوبت از هوا جذب می کنند.

افزایش بهره وری انرژی کولر گازی بسیار مهم است. طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی در سال 2018، میانگین هوا نصف بهترین فناوری موجود را کارآمد بود. مدل‌های کم‌بازده که اغلب در خانواده‌های کم‌درآمد یافت می‌شوند، برای کارکردن به برق بیشتری نیاز دارند و آب و هوا را گرم‌تر و در عین حال گران‌تر می‌کنند.

گزینه های بیشتر برای کولرها

سایر فناوری های رایج می توانند نقش مهمی در خنک سازی خانه ها داشته باشند. به عنوان مثال، رائو، استاد دانشگاه ییل، می‌گوید پنکه‌ها بسیار ارزان‌تر از تهویه مطبوع هستند و انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کنند. آنها می توانند به طور شگفت انگیزی موثر باشند، به خصوص در محیط های گرم و خشک. او می گوید: «در برخی موارد می توانند شدت گرما را تا 2 درجه سانتیگراد کاهش دهند.

Rao همچنین در حال بررسی پتانسیل استفاده از رطوبت‌گیرها به عنوان یک فناوری خنک‌کننده معمول است، زیرا می‌توانند شرایط را در مناطق گرم و گرفتگی بهبود بخشند.

“در بمبئی، جایی که من از آنجا آمده ام، می توانید با یک دستگاه رطوبت گیر از خشکی خلاص شوید. خانه من بسیار گرم و مرطوب است، اما من به زیرزمینی می روم که تهویه هوا ندارد و فقط مرطوب و راکد است. خیلی سردتر از بقیه مکان ها است.”

در گرمای هوای گرم و خشک، یکی دیگر از فناوری های مفید کم انرژی، خنک کننده هوا است که به عنوان خنک کننده باتلاقی نیز شناخته می شود. این وسایل از یک فن برای چرخش مجدد هوا در مواد خنک و مرطوب استفاده می کنند و سپس هوای تازه، مرطوب و خنک را در سراسر خانه پخش می کنند. خنک کننده های باتلاقی مانند رطوبت گیر و فن ها مقرون به صرفه، کارآمد و در دسترس هستند.

اما روش هایی با تکنولوژی پایین نیز برای خنک نگه داشتن خانه ها وجود دارد. به عنوان مثال، ساختمان ها می توانند بهتر طراحی شوند تا دما را پایین نگه دارند.

ویوک شانداس، استاد جغرافیا در دانشگاه ایالتی پورتلند که اثرات تغییرات آب و هوایی بر مناطق شهری را مطالعه می کند، می گوید: «یکی از استراتژی های کلیدی عایق کاری است.

او اغلب از تهویه مطبوع داخل خانه‌ها استفاده می‌کند، به‌ویژه در خانه‌های قدیمی، خانه‌هایی که عایق نیستند یا در پنجره‌ها و درهایشان شکاف وجود دارد و گرمای بیش از حد از بیرون می‌تواند وارد ساختمان شود.» در نتیجه، ساکنین ممکن است مجبور شوند برای خنک کردن بیشتر محیط، کولرهای گازی را در تنظیمات بالاتر استفاده کنند تا دمای داخل خانه را پایین نگه دارند.

Shandas می‌گوید این عایق نیاز به تهویه مطبوع برای حفظ دمای راحت را کاهش می‌دهد، که قبض برق شما را کاهش می‌دهد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد.

برخی از خانه ها نیز با مصالحی ساخته می شوند که گرما را جذب می کنند. شانداس می گوید که ساکنان خانه های متحرک و کاروان ها، که اغلب از فولاد یا آلومینیوم ساخته شده اند، اغلب در برابر گرمای شدید آسیب پذیرتر هستند. رائو می‌گوید سقف‌های فلزی در جنوب آسیا و سایر بخش‌های جنوب جهانی رایج هستند و اغلب در محله‌های فقیر نشین یافت می‌شوند، زیرا ارزان هستند. او می گوید: استفاده از ورق آلومینیوم برای سقف بدترین کاری است که می توانید از نظر گرما و جذب حرارت انجام دهید.

با این حال، برخی از مواد مورد استفاده در ساخت خانه، مانند آجر و سنگ، می توانند گرما را سریعتر جذب و آزاد کنند. افزایش در دسترس بودن و مقرون به صرفه بودن چنین موادی می تواند جان انسان ها را در گرمای شدید نجات دهد.

خانه‌ها، به‌ویژه پشت بام‌ها را نیز می‌توان به رنگ سفید رنگ کرد تا دمای داخل خانه کاهش یابد. ساختمان های با سقف سفید در زیر نور خورشید خنک می مانند زیرا 60 تا 90 درصد نور خورشید منعکس می شود. همچنین، ساختمان ها را می توان با در نظر گرفتن تهویه برای دماهای پایین تر طراحی کرد. به عنوان مثال، بادگیرها را می توان برای کشیدن نسیم خنک به داخل خانه ساخت. قرار دادن حوضچه های آب زیر این میز می تواند سازه ها را موثرتر کند.

سایه چطور؟

سایه می تواند تفاوت زیادی در داخل و خارج از خانه ایجاد کند. به عنوان مثال، به گفته Shandas، یک طراحی ساده از پرده های خاموشی می تواند به کاهش دمای داخل خانه کمک کند.

جوامع می توانند با کاشت درخت در محله ها از همین استراتژی استفاده کنند. شانداس می گوید: «ما می دانیم که محله های پر درخت می توانند تا 15 درجه خنک تر از محله های بدون درخت باشند. درختان و سایر گیاهان را می توان روی پشت بام ها نصب کرد تا به عایق بندی ساختمان ها از هوای گرم بیرون کمک کند. Shandas می‌گوید این استراتژی‌ها به‌ویژه در مناطق گرم شهری که به دلیل جذب انرژی حرارتی بالای بتن به طور نامتناسبی توسط افراد رنگین‌پوست کم درآمد اشغال شده‌اند، مفید خواهد بود.

آیا می توانیم از شر کولر خلاص شویم؟

کارشناسان می‌گویند حذف تهویه مطبوع از جهان کاری خطرناک خواهد بود. رائو می‌گوید:”بعضی از نقاط جهان وجود دارند که واقعا نمی‌توان 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 روش‌های دیگر برای خنک کردن جوامع می‌تواند هزینه‌ها و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش دهد. هم چنین این کار می‌تواند هزینه‌ها و انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را کاهش داده و هم چنین می‌تواند تاثیر ضربه‌ای ناشی از تهویه مطبوع را کاهش دهد. در مناطق بسیار متراکم اجرای آن‌ها می‌تواند دمای هوای بیرون را ۱ درجه سانتی گراد افزایش دهد.

شانداس می‌گوید استراتژی‌های مختلف در زمینه‌های مختلف بهترین کارکرد را خواهند داشت. او می‌افزاید: “ما نیاز به یافتن راه حل‌های موثر مختلف داریم که از نظر اجتماعی و سیاسی خوشایند بوده و در درازمدت پایدار باشند”.