科学家发明可替代空调的“Cold Tube”系统 :耗能减少一半,不受室内温湿度影响

炎炎夏日里,许多人都不禁感叹“命是空调给的”。不过,它不仅耗能还每天喷出数百万吨二氧化碳,也容易增加细菌再循环和引起呼吸问题的风险。幸运的是,除了空调,一些新技术和新研究已经展示了更高效、节能、健康的解决方案。

来自不列颠哥伦比亚大学、普林斯顿大学、加利福尼亚大学、伯克利分校和新加坡ETH中心的一组研究人员提出了一种被他们称为“Cold Tube”的方案,并且证明了它的有效性。

科学家发明可替代空调的“Cold Tube”系统 :耗能减少一半,不受室内温湿度影响

UBC建筑与景观建筑学院环境系统助理教授亚当·里萨内克(Adam Rysanek)解释说:“空调通过冷却和除湿我们周围的空气来工作,这是一项昂贵且并非特别环保的提议。”“Cold Tube的工作原理是吸收人体辐射直接释放出的热量,而不必冷却流经他们皮肤的空气。这可以节省大量能源。”据悉,基于这一原理,这种制冷系统的能耗仅为空调的一半!

“Cold Tube”是由矩形墙或天花板组成的系统,通过在其中循环的冷水使它们保持低温。由于热量通过辐射自然地从较热的表面移动到较冷的表面,因此当人站在面板旁边或面板下方时,他们的身体热量会向较冷的面板辐射。即使空气温度很高,也会产生像冷空气一样流过人体的冷却感。

尽管这些类型的冷却板已经在建筑行业中使用了几十年,但令“Cold Tube”独树一帜的是它无需与除湿系统结合使用。就像在炎热的夏天冷玻璃杯的柠檬水会冷凝水一样,冷却建筑物的墙壁和天花板也会冷凝水,而无需先使面板周围的空气干燥。“Cold Tube”背后的研究人员设想了一种不透气的防潮膜,将冷冻的板包裹起来,以防止冷凝形成,同时仍允许辐射穿过。

该小组去年在新加坡建立了一个室外示范单元,邀请55位公众人士参观并提供反馈。当系统运行时,尽管平均空气温度为30℃(86℉),大多数参与者仍感觉“凉爽”或“舒适”。而且得益于特殊的膜,面板也一直保持干燥。

AIL Research的高级工程师、在新加坡以太坊中心工作期间监督示范项目的Eric Teitelbaum表示:“由于Cold Tube能够在不使周围空气除湿的情况下使人感到凉爽,因此我们可以寻求在适用的空间内减少多达50%的典型空调能耗。”

“这种设计已经准备好了。很明显,它可以用于许多室外空间,例如露天夏季集市、音乐会、公共汽车站和公共市场。但是任务是使设计适应于通常使用中央空调的室内空间。”他表示。

项目联合负责人,普林斯顿大学建筑学院及安德林格能源与环境中心的助理教授福雷斯特·梅格斯(Forrest Meggers)表示,除了节省能源之外,像Cold Tube这样的技术还有广阔的前景。

Forrest Meggers说:“由于Cold Tube的工作不受室内空气温度和湿度的影响,因此在我们日趋炎热的夏天保持窗户打开,同时仍能感到舒适”。 “Cold Tube可以在不同地区提供缓解,从目前依靠标准HVAC系统的北美家庭和办公室到预见到未来半个世纪需要大量制冷的发展中经济体。”

Adam Rysanek说,Cold Tube展示的另一个功能在2020年显得特别重要——在大流行期间保持室内空气健康。

Rysanek说:“ COVID-19大流行已经使公众意识到我们的健康状况对我们在室内呼吸的空气质量有多敏感。特别是,我们知道,这种'新常态'中最安全的空间是室外空间。”“随着气候变化和空调越来越成为全球必需品,而不是奢侈品,我们需要准备替代品,这些替代品不仅有利于环境,而且有利于我们的健康。在敞开窗户的情况下保持凉爽的想法令人感到不安。今天它的价值比六个月前高得多。”

该团队目前正在使用在新加坡收集的数据来更新他们对全球范围内“Cold Tube”在室内空间有效性的预测。他们计划在2022年之前展示该技术的商业可行版本。

翻译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200818142116.htm

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