無需電力,省錢的空調
很多人喜歡夏天,但大多數人討厭酷暑。因此,空調已成為夏季最受歡迎的電器之一。然而,空調消耗大量的電力,製造商一直在努力降低空調的能耗。
仔細觀察你會發現,許多空調廣告都關注低能耗。這很重要,因為節約能源不僅對環境可持續性至關重要,而且電器也需要省錢。

現在,如果我們說空調也可以在沒有電的情況下執行,你會不會印象深刻?當然會!讓我們認識一下斯坦福大學的Aaswath Raman和他的同事們,他們研製出了一種不需要電力就能冷卻周圍環境的空調。
但在我們真正討論這個很棒的裝置之前,讓我們看看空調到底消耗多少電?
空調的能耗
目前,市面上有各種額定功率的空調型號。額定功率越高,節能效果越好。低額定功率的型號通常耗電量更大。用於住宅用途的普通空調的製冷量範圍為5,500-14,000 BTU/小時。在夏季高溫期間,專家建議購買更高額定功率的空調。
電費是根據用電量計算的,通常情況下,當能耗等於1千瓦時時,就消耗了1度電。以下是空調能耗的一個簡單示例:
為了便於理解,假設10個100瓦的燈泡開啟10小時,則消耗的電量為:10 X 100 W X 10 H = 10,000瓦時 = 10千瓦時 = 10度電。同樣,一臺2000瓦的空調如果每天執行約8小時,則消耗的電量為:2000瓦 x 8小時 = 16千瓦時 = 16度電。
這對普通家庭來說已經足夠了。但在辦公場所和大型建築物中,耗電量要高得多。同時,節約用電的需求也更加迫切。
在美國的建築物中,有15%的電力用於降溫,Raman的冷卻方法將在全球範圍內大幅減少能源消耗。這也是為什麼一種無需耗電即可自動執行的空調在許多方面都是好訊息的原因。
Raman的空調將熱量送回太空
Raman的裝置採用了一種有趣的技術,稱為輻射冷卻。這與我們地球向太空散失熱量的原理相同。該方法的主要特點是地球的大氣層允許特定波段的熱量透過輻射散發出去。這個波段是遠紅外波長,範圍為8到13微米。任何能夠反射該波長範圍內環境熱量和光的裝置實際上都會將熱量射回外太空。
通常認為輻射冷卻在夜間效果最佳。但由於這是在用電低峰時段,我們需要一種能在白天工作的裝置。Raman和他的團隊一直在討論這個問題,因為他們已經制造出了一種可在白天(能耗高峰期)工作的輻射冷卻器。
關於Raman裝置的更多資訊
Raman的輻射器被稱為光子輻射冷卻器。它由七層交替排列的二氧化矽和氧化鉿層疊加在銀製成的反射內層上。

這七層的厚度各不相同,精確範圍在13到688奈米之間。奈米是空間測量的單位,等於10-9米,或十億分之一米。精確的厚度和所有分層使得該材料能夠反射約97%的照射在其上的陽光和熱量。該裝置還將處於大氣層透明頻率的紅外光送回太空。
Raman已經在加利福尼亞州斯坦福大學的屋頂上測試了一種實驗性冷卻器,該裝置運轉良好。光子輻射冷卻器成功地將溫度保持在比環境氣溫低約9華氏度。這似乎是一個非常適中的溫降,但優勢在於它不需要任何電能。
一些需要考慮的問題
Raman的冷卻器尺寸和豆袋投擲板差不多大。因此,為了在實際條件下工作,該過程必須進行調整和修改才能應用於建築物。此外,鉿和銀都相當昂貴;因此,我們可能需要一些其他的替代材料。
冷卻器在放置在屋頂上並能清楚地看到天空時效果最佳,因此它可能無法完全取代目前正在使用的空調裝置。此外,在夏季高溫和氣溫高的地區,人們希望溫度下降幅度大於9度。
節省鉅額賬單
Raman的裝置可能並非在所有方面都完美無缺,但它已經證明,它肯定能夠節省足夠的家庭能源開支。這確實是個好訊息,因為如果應用於全球範圍,這種無需電力的冷卻器的採用可能意味著節省數十億美元的能源支出。
此外,由於它只需要放置在屋頂上以保護設施免受環境熱量的影響,因此對我們的隱私也沒有太大的侵犯。它也不會產生任何溫室氣體,這對環保人士來說是個好兆頭。這一點尤其重要,因為溫室氣體會影響保護我們免受紫外線照射的臭氧層。
Raman的實驗性空調是空調和能源效率領域的新篇章。但我們可能還需要等待一段時間才能獲得適用於日常生活的實用型冷卻器。但這並不意味著這項成就遜色。我們知道,有一種方法可以冷卻我們的房屋和辦公室,這種方法完全自然,不需要電力。這就是為什麼Raman的冷卻器真的很酷的原因。
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