由于空调散热对环境温度有较大影响,世界各国目前正限制空调的应用,防止全球温度变暖。有关专家称:“高效空调热水器”很有可能成为解决这一棘手问题的“良方”。
空调余热进行再利用
众所周知,空调机的原理简单地说是通过自身运动来转移热量,造成室内外不同的温差;再加上空调消耗电能运转时,自身也产生了热量。全球高楼大厦林立,空调机星罗棋布,大量热量通过外机向外界散失,它们所产生的温室效应给全球环境带来了沉重压力。
“由于空调散热会对环境产生负面影响,出于好奇心,我一直在想空调散发的余热为什么不可以利用呢?”陈菲说,她在科技指导教师黄曾新的指导下,经过长期收集相关资料得知,要想达到节能降耗、废热利用的目的,核心问题在于对空调“冷凝器”的改造。
“一般的空调‘冷凝器’由于设计等原因导致热能浪费严重”,发现问题后,陈菲积极参与到有关模型制造、论文撰写、数据测试等工作,并经过多次实践,将空调中的散热板和吹风机换成了由螺旋状同轴管组成的“逆向多点平衡热交换器”,并且在冷凝器中做了一层钢管,让制冷器可以大幅降温,同时让出水温度接近沸点,这样一来,空调余热的利用范围被大大提升了起来。
既降低环境温度还节约热能
黄曾新说,这一新发明的核心问题是将以往空调加热采用的“单点平衡热交换”原理,通过技术创新改换成了“多点平衡热交换”原理,一方面提高了热能的使用效率,更能让空调废热利用这一看似不可能达成的愿望成为了可能。
他解释说,空调在制冷同时会产生许多热量,目前世界各国普遍采用“单点平衡热交换”热泵技术只能将这些余热加热到40~60摄氏度,由于水温不高很难回收利用,这些热量往往不利用而直接释放到室外,造成对环境的影响。
当然,采用“单点平衡热交换”热泵技术,如果要提升水温,就会导致冷凝器冷却不足,从而造成空调制冷效果下降。而新发明的“逆向多点平衡热交换”热泵技术,可将空调余热提升至95摄氏度左右,且不影响空调制冷效果,这样将大大扩展空调废热的利用范围,如烘衣、蒸汽、烧开水等。这样一来,它不但可使空调余热达到“零排放”标准,降低环境温度,还可节约大量热能。
空调除了在夏天制冷外,冬天制热怎么办?新发明的另一优势在于利用新研制的热泵将周围热量集中起来进行制热,新的热泵技术产生的热能是用纯电热转换法产生的三到四倍,产生的热能温度较高,最大的好处在于产生有效热能的同时还可降低周围环境温度。
但黄曾新坦诚,使用新型热泵技术制热也有两大缺点,一是在冬天热源不足时电热效率会降低;二是出水出气温度比夏天而言偏低。
新发明能否缓解“全球变暖”
“节能降耗”和“全球变暖”已成为当今国际社会共同关注的焦点问题,空调的大量使用,已成为导致全球气候变暖的主要原因之一。