厭倦了空調房？「冷管」技術助你健康涼爽度夏

2020-08-26 科技工作者之家


「冷管」項目團隊合影

炎炎夏日，空調是很多人的「救命符」。然而，空調能耗較高，且會排放出大量二氧化碳。若長期使用中央空調，還會增加循環細菌的風險，導致呼吸症狀。

techxplore.com網站8月18日報導，加拿大英屬哥倫比亞大學、美國普林斯頓大學、加州大學伯克利分校（UBC）和新加坡ETH中心的研究人員，在當天的《美國國家科學院院刊》中展示了一種更好的降溫選擇：「冷管」。

UBC助理教授、項目聯合主管Adam Rysanek解釋說：「空調通過冷卻-除溼空氣發揮作用，這是一種成本高昂、不太環保的降溫方式。冷管的工作原理是，吸收人體輻射直接釋放的熱量降溫，而不必再去冷卻流經皮膚的空氣，這種方式可以節約大量能源。」

冷管是一套由矩形牆壁或天花板組成的系統。冷卻水在其內部循環，使系統內保持低溫。熱量會自然地通過輻射作用從高溫表面轉移到低溫表面。因此，當用戶站在冷管系統中時，他們的身體熱量會自發向低溫面板輻射。

即使空氣溫度夠高，這也會讓人覺得仿佛有冷空氣拂過身體，產生涼爽感。

儘管類似的冷卻板技術已在建築業中使用多年，但冷管的獨特之處在於它不需要與除溼系統搭配使用。炎熱的夏季，如果不先除溼，建築物冷卻板就會出現凝結水。

冷管項目的研究人員設計了一種密封型排溼膜，既能防止冷凝水形成，又能讓輻射熱量通過。

去年，研究團隊在新加坡建成了一個戶外示範單元，並邀請55名志願者參觀和提供反饋意見。當系統運行時，儘管平均氣溫高達30攝氏度，大多數志願者仍舊報告感覺「涼爽」或「舒適」。得益於特殊的膜面設計，面板也能保持乾燥。

新加坡ETH中心工程師Eric Teitelbaum說：「冷管可以提供非除溼降溫體感，並且有望削減50%的典型空調能耗。它適用於許多戶外場景，例如露天夏季集市、音樂會和公交車站等，但它的使命是適用於使用中央空調的室內空間設計。」

項目聯合主管、普林斯頓大學助理教授Forrest Meggers表示，除了節約能源，冷管技術還有很光明的未來。

Meggers說：「冷管運行與室內空氣的溫度和溼度無關。因此，在炎熱的夏季，用戶可以在開窗條件下維持舒適的體感。冷管還能緩解不同地區的降溫壓力——不論是依賴標準HVAC系統的北美地區，還是對冷卻系統有重大需求的發展中經濟體，都能從該技術中受益。」

Rysanek表示，在2020年，冷管技術還迎來了新的發展契機。

他說：「新冠肺炎疫情讓公眾意識到，室內空氣品質對人體健康的影響有多麼大。在『新常態』下，戶外空間可能是更安全的區域。而隨著氣候變化，空調已經開始演變成必需品。針對這些趨勢，我們有必要準備好空調替代品，這不僅是對環境更負責任，也對人的健康更有利。如今，開窗保持涼爽的概念，比6個月前更具價值。」

目前，冷管團隊正在使用在新加坡收集的數據來優化設計。研究團隊計劃在2022年前提供冷管技術的商業可行性版本。

科界原創

編譯：雷鑫宇

審稿：西莫

責編：程建蘭

期刊來源：《美國國家科學院院刊》

期刊編號：0027-8424

原文連結：

https://techxplore.com/news/2020-08-cold-tube-summer-air-conditioning.html

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