2016年8月10日 星期三

.空調還能發電?美國公司又有新技能

leiphone 恒亮


空调还能发电?美国公司又有新技能

炎炎夏日,除了少數吹了空調會身體不舒服的小夥伴,阻礙我們享受清涼一夏的最大障礙可能就是電費賬單了。雖然相對老式空調而言,現在的變頻技術已經可以大大減少空調的耗電量,不過聽著壓縮機嗡嗡的工作聲還是不免讓人肉疼。現在,來自美國FloridaBe Power Tech公司發明瞭一種全新的空調,不僅不耗電,而且還能發電。

對於傳統的空調而言,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生熱交換。首先,液態的氟利昂在蒸發器中吸收空氣中的熱量汽化,達到對空氣降溫的目的,然後將低溫空氣排入室內。


汽化後的氟利昂會被壓縮機吸入,通過壓縮機的加壓後排入冷凝器,氣態的氟利昂最終在冷凝器中,放熱重新回歸液態等待下次制冷循環,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,將室內的熱不斷帶到室外,起到降溫的目的。

空调还能发电?美国公司又有新技能

Be Power Tech公司的這款名為BeCool的空調制冷機,卻完全打破了傳統空調的思維範式。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,利用水的蒸發吸熱原理制冷,不但擺脫了對環境有危害的氟利昂,同時利用燃料電池,儲存了天然氣化學電解產生的電能。

其大概的工作原理如下圖所示。熱而乾燥的空氣從左右兩側被風扇吸進制冷機裡,利用水循環蒸發吸熱的原理,帶走空氣中的熱,同時增加了乾燥空氣的含水量,然後把清涼而濕潤的空氣,從上方的出風口送入室內。其中風扇和水循環的動力,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。

汽化後的氟利昂會被壓縮機吸入,通過壓縮機的加壓後排入冷凝器,氣態的氟利昂最終在冷凝器中,放熱重新回歸液態等待下次制冷循環,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,將室內的熱不斷帶到室外,起到降溫的目的。

空调还能发电?美国公司又有新技能

蒸發冷卻並非全新的概念,只不過此前這種技術受到了氣候條件的限制,在炎熱而乾燥的地方才能使用,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利用的新型乾燥劑,可以將濕潤的熱空氣先通過乾燥劑乾燥後,再進行上述制冷流程。而乾燥劑能重複使用的關鍵,就在於利用了化學燃料電池的發電產熱。

通常的化學燃料電池在發電過程都會產生熱耗散,因此消耗的化學能並不是100%轉化成電能,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。
BeCool制冷機中,天然氣被化學燃料電池電解發電的同時,必然也產生了熱耗散,而Be Power Tech的科學家,聰明地將這一熱耗散利用在乾燥劑的加熱上,通過對濕潤的乾燥劑加熱的方式,排出了乾燥劑中的水分,這樣既實現了乾燥劑的循環利用,同時也完成了天然氣的化學能發電,完全沒有能量的浪費。


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。更關鍵的是,在燃料電池中儲存的剩餘電能,完全可以被輸送到建築物的供電系統中,為電燈、電腦等耗電的設備提供能源。(作為對比,現在一般的汽車發動機中,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%裡面,又有大約20%的能量用於汽車各種其他設備的供能,也就是說,真正用於發動機驅動車輛行駛的能量,只有不到30%

空调还能发电?美国公司又有新技能

總結來說,其實我們完全可以把BeCool,視為一台消耗天然氣的高效率化學能發電機,在發電的同時,將熱耗散完美地利用在乾燥劑再乾燥的過程中,同時利用發電機產生的電能驅動了水冷循環制冷,最終還能將制冷後剩餘的電量,回饋到供電網路中供用戶使用。

BeCool的體積大約相當於目前市面上常見的中央空調大小,除了能像中央空調一樣帶來清涼的空氣之外,BeCool還能幫企業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公司計劃於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。

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。更關鍵的是,在燃料電池中儲存的剩餘電能,完全可以被輸送到建築物的供電系統中,為電燈、電腦等耗電的設備提供能源。(作為對比,現在一般的汽車發動機中,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%裡面,又有大約20%的能量用於汽車各種其他設備的供能,也就是說,真正用於發動機驅動車輛行駛的能量,只有不到30%
來源:scientificamericanbepowertech

                                                                                                                                                                                                                            

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