科學家發明可替代空調的「Cold Tube」系統：耗能減少一半，不受室內溫溼度影響

2020-08-28 前瞻網

炎炎夏日裡，許多人都不禁感嘆「命是空調給的」。不過，它不僅耗能還每天噴出數百萬噸二氧化碳，也容易增加細菌再循環和引起呼吸問題的風險。幸運的是，除了空調，一些新技術和新研究已經展示了更高效、節能、健康的解決方案。

來自不列顛哥倫比亞大學、普林斯頓大學、加利福尼亞大學、伯克利分校和新加坡ETH中心的一組研究人員提出了一種被他們稱為「Cold Tube」的方案，並且證明了它的有效性。

UBC建築與景觀建築學院環境系統助理教授亞當·裡薩內克（Adam Rysanek）解釋說：「空調通過冷卻和除溼我們周圍的空氣來工作，這是一項昂貴且並非特別環保的提議。」「Cold Tube的工作原理是吸收人體輻射直接釋放出的熱量，而不必冷卻流經他們皮膚的空氣。這可以節省大量能源。」據悉，基於這一原理，這種製冷系統的能耗僅為空調的一半！

「Cold Tube」是由矩形牆或天花板組成的系統，通過在其中循環的冷水使它們保持低溫。由於熱量通過輻射自然地從較熱的表面移動到較冷的表面，因此當人站在面板旁邊或面板下方時，他們的身體熱量會向較冷的面板輻射。即使空氣溫度很高，也會產生像冷空氣一樣流過人體的冷卻感。

儘管這些類型的冷卻板已經在建築行業中使用了幾十年，但令「Cold Tube」獨樹一幟的是它無需與除溼系統結合使用。就像在炎熱的夏天冷玻璃杯的檸檬水會冷凝水一樣，冷卻建築物的牆壁和天花板也會冷凝水，而無需先使面板周圍的空氣乾燥。「Cold Tube」背後的研究人員設想了一種不透氣的防潮膜，將冷凍的板包裹起來，以防止冷凝形成，同時仍允許輻射穿過。

該小組去年在新加坡建立了一個室外示範單元，邀請55位公眾人士參觀並提供反饋。當系統運行時，儘管平均空氣溫度為30℃（86℉），大多數參與者仍感覺「涼爽」或「舒適」。而且得益於特殊的膜，面板也一直保持乾燥。

AIL Research的高級工程師、在新加坡以太坊中心工作期間監督示範項目的Eric Teitelbaum表示：「由於Cold Tube能夠在不使周圍空氣除溼的情況下使人感到涼爽，因此我們可以尋求在適用的空間內減少多達50％的典型空調能耗。」

「這種設計已經準備好了。很明顯，它可以用於許多室外空間，例如露天夏季集市、音樂會、公共汽車站和公共市場。但是任務是使設計適應於通常使用中央空調的室內空間。」他表示。

項目聯合負責人，普林斯頓大學建築學院及安德林格能源與環境中心的助理教授福雷斯特·梅格斯（Forrest Meggers）表示，除了節省能源之外，像Cold Tube這樣的技術還有廣闊的前景。

Forrest Meggers說：「由於Cold Tube的工作不受室內空氣溫度和溼度的影響，因此在我們日趨炎熱的夏天保持窗戶打開，同時仍能感到舒適」。 「Cold Tube可以在不同地區提供緩解，從目前依靠標準HVAC系統的北美家庭和辦公室到預見到未來半個世紀需要大量製冷的發展中經濟體。」

Adam Rysanek說，Cold Tube展示的另一個功能在2020年顯得特別重要——在大流行期間保持室內空氣健康。

Rysanek說：「 COVID-19大流行已經使公眾意識到我們的健康狀況對我們在室內呼吸的空氣品質有多敏感。特別是，我們知道，這種'新常態'中最安全的空間是室外空間。」「隨著氣候變化和空調越來越成為全球必需品，而不是奢侈品，我們需要準備替代品，這些替代品不僅有利於環境，而且有利於我們的健康。在敞開窗戶的情況下保持涼爽的想法令人感到不安。今天它的價值比六個月前高得多。」

該團隊目前正在使用在新加坡收集的數據來更新他們對全球範圍內「Cold Tube」在室內空間有效性的預測。他們計劃在2022年之前展示該技術的商業可行版本。

翻譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源：https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200818142116.htm

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