O hlađenju isparavanjem nema se što reći: gdje god voda isparava ulazi hladnoća – ili, korektnije rečeno – odvodi se toplina. Na taj način drveće i vodoskoci hlade zrak u parkovima, na taj način ljudi hlade tijelo znojenjem, a psi plaženjem jezika. Nije teško ni izračunati moć takvog hlađenja. Latentna toplina isparavanja vode iznosi 2257 kJ/kg, pa se može primjerice lako izračunati da će za potpuno hlađenje ljudskog tijela, koje grije snagom od 100 W, trebati isparavati 160 grama vode (znoja) na sat, ako se zanemare gubitci topline.
I sada, kada se o hlađenju isparavanjem vode, rekli bismo, sve reklo, u časopisu Cell Reports Physical Sciences osvanuo je članak koji govori o novom, vrlo jednostavnom uređaju na tom principu: „Simple device modification simultaneously enhances indoor passive evoporative cooling power and duration“. Kakva je to „jednostavna modifikacija uređaja“ koja „istovremeno povećava snagu i duljinu hlađenja“?
Da se toplina odvodi isparavanjem vode jasno je, no manje je jasno da odvođenje topline ne utječe na dovođenje topline, bilo konvekcijom (strujanjem zraka) bilo zračenjem (radijacijom). Vlažna krpa na suncu istovremeno se hladi isparavanjem i zagrijava vrućim zrakom i zračenjem, i to onoliko koliko bi se zagrijavala da je posve suha. Jedno djelovanje ne ukida drugo. Možemo zamisliti krpu na zraku zasićenom vodenom parom (100 % relativne vlažnosti). Pri tim uvjetima sasvim je svejedno je li krpa suha ili mokra, jer s nje ništa ne isparava, pa stoga se ona ni na koji način ne može hladiti.
Taj su problem američki znanstvenici iz Kalifornije, autori spomenutog rada riješili na jednostavan i upravo genijalan način: vlažnu su krpu prekrili aluminijskom folijom. Ona je smanjila dovođenje topline do krpe, a s druge strane – zahvaljujući rupicama na njoj – omogućavala strujanje pare, a time i hlađenje. Zašto je izabran baš aluminij nije se teško dosjetiti: aluminij je jeftin, a usto, zbog glatke i sjajne površine dobro odbija infracrveno zračenje. Time sprječava dovođenje topline ne samo konvekcijom nego i radijacijom.
Drugo je sve bilo pitanje tehnike, naime kako optimizirati propusnost folije i razmak između krpe i folije. Najboljim se pokazao razmak od 6 mm uz 5,5 % izbušenosti folije (ϕ). U eksperimentalnim uvjetima (vanjska temperatura 30 oC, relativna vlažnost zraka 40 % i brzina vjetra 0,1 m/s), vlažna je krpa mogla održavati temperaturu od 22 oC punih deset sati dok se na kraju nije osušila. Nasuprot tome, konvencionalno je hladilo, hladilo bez izbušene aluminijske folije, moglo zadržavati za jedan stupanj višu temperaturu samo četiri sata. Time je postignut postavljeni cilj: povećati hlađenje uz manji utrošak vode.
Novi je uređaj za hlađenje toliko jednostavan da se lako može napraviti u kućnoj radinosti. Sve za njega treba je milimetar debelo poliestersko platno (koje može primiti 0,42 L vode po kvadratnom metru) te aluminijska folija u kojoj treba izbušiti rupice. Njima se može omotati staklena posuda i time postići osnovnu namjenu opisanog uređaja, a to je čuvanje namirnica na mjestima gdje nema električne struje, pa stoga ni frižidera.
Mi Europljani naviknuti na jeftine i svima dostupne frižidere nismo svjesni činjenica da je takav luksuz nedostižan, zbog nedostatka električne energije, stanovništvu čak 50 zemalja, pa im ovakav jednostavan i jeftin uređaj za hlađenja dolazi kao dar s neba. Dodajmo tome da zbog kvarenja u svijetu propadne godišnje oko milijardu tona hrane, što čini bilijun dolara ekonomske štete. Mnogo bi se hrane spasilo, jasno je, kad bi se mogla skladištiti na hladnom mjestu. Takvo mjesto u tropskom pojasu ne postoji, jedno je rješenja frižider – ili uređaj za hlađenje isparavanjem.
To međutim ne znači da i razvijene zemlje ne bi od takvog uređaja imale koristi. Poliesterska krpa pokrivena perforiranom aluminijskom folijom mogla bi se stavljati na krov i tako umnogome smanjivati troškove klimatizacije. Moglo bi se napraviti i pokrivač za automobil koji bi ga štitio od ljetnih vrućina – a njih će biti sve više. No to je samo nekoliko na brzinu nabačenih primjena novog uređaja. Ostalo je stvar poduzetnosti – i tehničke mašte.
Nenad Raos, rođen u Zagrebu 1951., je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, od 2017. u mirovini. Autor je oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske i bioanogranske kemije te povijesti i filozofije znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te za mrežne stranice Panopticum i, naravno, Bug online. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima su „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“ i „Antologija hrvatske popularizacije prirodnih znanosti“.
[post_publish_update_datetime]
