冷管项目组,左起: Lea Ruefenacht,Kian Wee Chen,Eric Teitelbaum,Forrest Meggers,Kipp Bradford和Adam Rysanek。
许多人通过启动空调来抵御夏天的炎热。然而,空调耗电,每天喷出数百万吨二氧化碳。它们也不总是对你的健康有益-持续暴露于中央空调会增加细菌循环和导致呼吸问题的风险。
来自不列颠哥伦比亚大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校和新加坡联邦理工学院中心的一组研究人员说,还有一个更好的选择。
他们称之为冷管,他们已经证明它是有效的。
“空调通过冷却和除湿我们周围的空气来工作-这是一个昂贵且不是特别环保的提议,” 项目联合负责人Adam Rysanek解释说,UBC建筑和景观建筑学院环境系统助理教授,其工作重点是未来能源系统和绿色建筑。“冷管的工作原理是吸收人体辐射直接散发的热量,而不必冷却通过皮肤的空气。这实现了大量的能源节约。”
冷管是矩形墙或天花板板的系统,通过在其中循环的冷冻水保持冷。由于热量通过辐射从较热的表面自然移动到较冷的表面,当一个人站在面板旁边或下面时,他们的身体热量向较冷的面板辐射。即使气温相当高,这也会产生一种冷却的感觉,就像冷空气流过身体一样。
虽然这些类型的冷却板已经在建筑行业中使用了几十年,但使冷管独特的是它不需要与除湿系统相结合。就像一杯冷柠檬水会在炎热的夏日凝结水一样,冷却建筑物的墙壁和天花板也会凝结水,而不会首先干燥面板周围的空气。冷管后面的研究人员设想了一种气密的防潮膜来包裹冷却的面板,以防止冷凝形成,同时仍然允许辐射通过。
冷却户外
该团队去年在新加坡建造了一个户外示范单元,邀请 55 名公众参观并提供反馈。当系统运行时,大多数参与者报告说感觉 “凉爽” 或 “舒适”,尽管平均气温为 30 摄氏度 (86 华氏度)。由于特殊的薄膜,面板也保持干燥。
冷管示范馆外部。Lea Ruefenacht
“因为冷管可以让人感觉凉爽,而不需要除湿周围的空气,所以我们可以考虑剃掉高达 50% 的典型空调适用空间的能源消耗,“AIL Research的高级工程师Eric Teitelbaum说,他在新加坡-ETH中心工作时监督了示范项目。
“这个设计已经准备好了。它显然可以用于许多户外空间 — 想想露天夏季集市、音乐会、汽车站和公共市场。但任务是调整通常使用中央空调的室内空间的设计,”他补充道。
除了节能之外,像冷管这样的技术还有一个美好的未来,项目共同负责人福雷斯特 · 梅格斯说,普林斯顿建筑学院和安德林格能源与环境中心的助理教授。
“因为冷管独立于室内空气温度和湿度工作,所以在我们越来越热的夏天保持窗户打开,同时仍然感觉舒适是可能的,” 梅格斯说。“冷管可以在不同的地区提供缓解,从目前依赖标准暖通空调系统的北美家庭和办公室到预计未来半个世纪将有重大冷却需求的发展中经济体。”
在大流行期间保持室内空气健康
Adam Rysanek说,冷管的另一个方面在 2020 年特别相关。
“COVID-19 大流行使公众意识到我们的健康对我们室内呼吸的空气质量有多敏感。具体来说,我们知道在这个 “新常态” 中一些最安全的空间是户外空间,“Rysanek说。“随着气候变化和空调成为全球的必需品,而不是奢侈品,我们需要准备好不仅对环境更好,对我们的健康也更好的替代品。开着窗户保持凉爽的想法今天比六个月前更有价值。”
该团队目前正在使用在新加坡收集的数据来更新他们对冷管在全球室内空间有效性的预测。他们计划到 2022 年展示这项技术的商业上可行版本。
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