冷風機_美科學家設法改善空調碳足跡

2012-10-03

制冷循環

　　倫敦南岸大學的格瑞米·梅德門長期從事環保制冷系統系統的研究人員，他認為應該使用二氧化碳替代在這類系統中使用的合成氟化烴制冷劑，傳統的蒸發壓縮循環系統中，冷卻劑被壓縮冷凝后膨脹氣化來給房間制冷。壓縮階段產生熱量一般被輻射到建筑物外的空氣中。據梅德門說，其中起到關鍵作用的氟化烴這類氣體造成全球變暖的可能性是二氧化碳的四千倍。僅僅英國一地，20%的溫室氣體排放要歸因于這類物質。
　　同時，二氧化碳比氟化烴壓縮后產生熱量更高：150攝氏度比60攝氏度。因此梅特門特和同事們正在調查利用超市二氧化碳制冷的空調和冰箱所產生的熱能的想法，考慮將這些熱能加以利用，為需要的地方提供熱水。

隨著溫室效應的增強，近年來，受到熱浪襲擊的區域越來越多，空調也隨之成為人類的救命稻草。但是，正是空調的使用，溫室氣體的排放也日趨激烈。隨著氣溫的升高，人們將用更多的空調，同時已經存在的老空調將以更高的功耗運行，全球變暖的趨勢將加劇。科學家們正在想方設法從多個方面全面改善空調的碳足跡。

聲波制冷

　　來自美國賓夕法尼亞州州立大學帕克學院的麥特·珀斯正和同事們正在開發一種基于聲音的無氟空調系統。

水制冷

　　其它的團隊也在著手研發不會帶來氣候變暖的制冷劑。其中一種方法是使用氨和水的混合物。亞特蘭大喬治亞技術研究院的斯瑞尼瓦斯·蓋瑞麥拉正在開發一種利用氨蒸汽將熱量轉換的系統。根據他的設想，氨流經冷凝器，然后進入蒸發器，在這里產生制冷效果，最終再次被水稀釋。
　　該小組之前為冰淇淋生產商“本&杰瑞”制造了一個基于這種稱作熱聲制冷技術的冰箱。他們表示，可以將技術推廣到空調設備中，并且嘗試建成一批3.5千瓦，家用型的設備，安置在建筑物四周。冷風機一旦成行，便可減少傳統空調系統的能量消耗。
這個小組用一種線性馬達前后移動擴音器的金屬薄板，在氮氣中發出一種不會造成溫室效應的聲波，聲波在氣體中各區域產生壓縮和膨脹，冷凝器造成他們輪流升溫和降溫，珀斯稱，整個過程像一塊海綿一樣，氣體一個區域吸收熱量然后通過聲波傳到另外一個區域，熱量最終被排出氣體。”他說。
　　吸收制冷技術并不是沒有先例，該技術原理比今天常見的蒸發壓縮制冷系統還早，但因需要多個熱交換器而略顯笨重，所以多數被應用在中央空調系統中，制冷設備為大型建筑群制冷。因此，蓋瑞麥拉通過開發微型熱交換器來避開這個問題，交換器的溶液流過直徑僅0.5毫米的管道，蒸發器充分提高這種尺寸熱交換器的效率。他的團隊目前已經開發出書本大小、卻能產生相當于300瓦制冷效果的原型機，并計劃利用美國高級研究項目部提供的基金進一步增加設備的制冷功率。