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| 本文作者： 恒亮 | 2016-07-26 16:56 |
炎炎夏日，除了少數(shù)吹了空調(diào)會身體不舒服的小伙伴，阻礙我們享受清涼一夏的最大障礙可能就是電費賬單了。雖然相對老式空調(diào)而言，現(xiàn)在的變頻技術(shù)已經(jīng)可以大大減少空調(diào)的耗電量，不過聽著壓縮機嗡嗡的工作聲還是不免讓人肉疼。現(xiàn)在，來自美國Florida的Be Power Tech公司發(fā)明了一種全新的空調(diào)，不僅不耗電，而且還能發(fā)電。
對于傳統(tǒng)的空調(diào)而言，其制冷原理通常都利用了氟利昂等制冷劑的固液變化原理產(chǎn)生熱交換。首先，液態(tài)的氟利昂在蒸發(fā)器中吸收空氣中的熱量汽化，達到對空氣降溫的目的，然后將低溫空氣排入室內(nèi)。汽化后的氟利昂會被壓縮機吸入，通過壓縮機的加壓后排入冷凝器，氣態(tài)的氟利昂最終在冷凝器中放熱重新回歸液態(tài)等待下次制冷循環(huán)，而在冷凝器中放出的熱通常被風扇排到室外。在整個制冷過程中主要通過消耗電能，將室內(nèi)的熱不斷帶到室外，起到降溫的目的。
而Be Power Tech公司的這款名為BeCool的空調(diào)制冷機，卻完全打破了傳統(tǒng)空調(diào)的思維范式。BeCool在工作時不用插電，而是以消耗天然氣這種清潔能源方式，利用水的蒸發(fā)吸熱原理制冷，不但擺脫了對環(huán)境有危害的氟利昂，同時利用燃料電池儲存了天然氣化學電解產(chǎn)生的電能。
其大概的工作原理如下圖所示。熱而干燥的空氣從左右兩側(cè)被風扇吸進制冷機里，利用水循環(huán)蒸發(fā)吸熱的原理帶走空氣中的熱，同時增加了干燥空氣的含水量，然后把清涼而濕潤的空氣從上方的出風口送入室內(nèi)。其中風扇和水循環(huán)的動力都來自化學燃料電池的電能，而燃料電池的電能來自天然氣的化學電解放電。
蒸發(fā)冷卻并非全新的概念，只不過此前這種技術(shù)受到了氣候條件的限制，在炎熱而干燥的地方才能使用，炎熱而潮濕的地方則不行。為此，Be Power Tech公司的科學家利用了一種可重復(fù)利用的新型干燥劑，可以將濕潤的熱空氣先通過干燥劑干燥后，再進行上述制冷流程。而干燥劑能重復(fù)使用的關(guān)鍵就在于利用了化學燃料電池的發(fā)電產(chǎn)熱。
通常的化學燃料電池在發(fā)電過程都會產(chǎn)生熱耗散，因此消耗的化學能并不是100%轉(zhuǎn)化成電能，還有會有相當一部分其實被浪費掉了，在BeCool制冷機中恰恰完美地利用了這一部分在以往被浪費的能源。
在BeCool制冷機中，天然氣被化學燃料電池電解發(fā)電的同時，必然也產(chǎn)生了熱耗散，而Be Power Tech的科學家聰明地將這一熱耗散利用在干燥劑的加熱上，通過對濕潤的干燥劑加熱的方式排出了干燥劑中的水分，這樣既實現(xiàn)了干燥劑的循環(huán)利用，同時也完成了天然氣的化學能發(fā)電，完全沒有能量的浪費。據(jù)Be Power Tech公司表示，在BeCool制冷機中對天然氣的化學能利用率達到了80%之高。更關(guān)鍵的是，在燃料電池中存儲的剩余電能完全可以被輸送到建筑物的供電系統(tǒng)中，為電燈、電腦等耗電的設(shè)備提供能源。（作為對比，現(xiàn)在一般的汽車發(fā)動機中，汽油的化學能有高達50%通過燃燒熱耗散的形式被浪費，而剩下的50%里面又有大約20%的能量用于汽車各種其他設(shè)備的供能，也就是說，真正用于發(fā)動機驅(qū)動車輛行駛的能量，只有不到30%）
總結(jié)來說，其實我們完全可以把BeCool視為一臺消耗天然氣的高效率化學能發(fā)電機，在發(fā)電的同時將熱耗散完美地利用在干燥劑再干燥的過程中，同時利用發(fā)電機產(chǎn)生的電能驅(qū)動了水冷循環(huán)制冷，最終還能將制冷后剩余的電量回饋到供電網(wǎng)絡(luò)中供用戶使用。
BeCool的體積大約相當于目前市面上常見的中央空調(diào)大小，除了能像中央空調(diào)一樣帶來清涼的空氣之外，BeCool還能幫企業(yè)減少一筆龐大的電費開支，因為畢竟天然氣費要比電費便宜得多，況且BeCool還能輸出一部分電能來抵消日常用電。
Be Power Tech公司計劃于2017年開始進行實用場景的測試，如果一切順利將在2018年進入市場。
來源：scientificamerican，bepowertech
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