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將空調散發(fā)的余熱進行再利用，一方面達到空調熱氣的“零排放”,，降低環(huán)境溫度,，另一方面還可節(jié)約大量熱能,。日前,，上海高一女生陳菲發(fā)明的“高效空調熱水器”榮獲了“世界杰出青年發(fā)明金獎”。
由于空調散熱對環(huán)境溫度有較大影響,，世界各國目前正限制空調的應用,，防止全球溫度變暖。有關專家稱：“高效空調熱水器”很有可能成為解決這一棘手問題的“良方”,。
空調余熱進行再利用
眾所周知,，空調機的原理簡單地說是通過自身運動來轉移熱量，造成室內(nèi)外不同的溫差,；再加上空調消耗電能運轉時,，自身也產(chǎn)生了熱量。全球高樓大廈林立,，空調機星羅棋布,，大量熱量通過外機向外界散失，它們所產(chǎn)生的溫室效應給全球環(huán)境帶來了沉重壓力,。
“由于空調散熱會對環(huán)境產(chǎn)生負面影響,，出于好奇心，我一直在想空調散發(fā)的余熱為什么不可以利用呢,？”陳菲說,，她在科技指導教師黃曾新的指導下，經(jīng)過長期收集相關資料得知,，要想達到節(jié)能降耗,、廢熱利用的目的，核心問題在于對空調“冷凝器”的改造,。
“一般的空調‘冷凝器’由于設計等原因導致熱能浪費嚴重”,，發(fā)現(xiàn)問題后，陳菲積極參與到有關模型制造,、論文撰寫,、數(shù)據(jù)測試等工作，并經(jīng)過多次實踐,，將空調中的散熱板和吹風機換成了由螺旋狀同軸管組成的“逆向多點平衡熱交換器”,，并且在冷凝器中做了一層鋼管，讓制冷器可以大幅降溫,，同時讓出水溫度接近沸點,，這樣一來，空調余熱的利用范圍被大大提升了起來。
既降低環(huán)境溫度還節(jié)約熱能
黃曾新說,，這一新發(fā)明的核心問題是將以往空調加熱采用的“單點平衡熱交換”原理,，通過技術創(chuàng)新改換成了“多點平衡熱交換”原理，一方面提高了熱能的使用效率,，更能讓空調廢熱利用這一看似不可能達成的愿望成為了可能,。
他解釋說，空調在制冷同時會產(chǎn)生許多熱量,，目前世界各國普遍采用“單點平衡熱交換”熱泵技術只能將這些余熱加熱到40～60攝氏度,，由于水溫不高很難回收利用，這些熱量往往不利用而直接釋放到室外,，造成對環(huán)境的影響,。
當然，采用“單點平衡熱交換”熱泵技術,，如果要提升水溫,，就會導致冷凝器冷卻不足，從而造成空調制冷效果下降,。而新發(fā)明的“逆向多點平衡熱交換”熱泵技術,，可將空調余熱提升至95攝氏度左右，且不影響空調制冷效果,，這樣將大大擴展空調廢熱的利用范圍,，如烘衣、蒸汽,、燒開水等,。這樣一來，它不但可使空調余熱達到“零排放”標準,，降低環(huán)境溫度,，還可節(jié)約大量熱能。
空調除了在夏天制冷外,，冬天制熱怎么辦,？新發(fā)明的另一優(yōu)勢在于利用新研制的熱泵將周圍熱量集中起來進行制熱，新的熱泵技術產(chǎn)生的熱能是用純電熱轉換法產(chǎn)生的三到四倍,，產(chǎn)生的熱能溫度較高,，最大的好處在于產(chǎn)生有效熱能的同時還可降低周圍環(huán)境溫度。
但黃曾新坦誠,，使用新型熱泵技術制熱也有兩大缺點,，一是在冬天熱源不足時電熱效率會降低；二是出水出氣溫度比夏天而言偏低,。
新發(fā)明能否緩解“全球變暖”
“節(jié)能降耗”和“全球變暖”已成為當今國際社會共同關注的焦點問題,，空調的大量使用，已成為導致全球氣候變暖的主要原因之一。為此,，一些國家正鼓勵國民減少對空調的使用頻率,，甚至世界范圍內(nèi)許多專家正苦苦尋找能夠代替空調的綠色降溫新法，以緩解對環(huán)境的破壞,。
陳菲憑借“高效空調熱水器”的成功研發(fā),，獲得世界發(fā)明家聯(lián)合會主席法拉格·穆薩(Vedres)在上海為其頒發(fā)的“世界杰出青年發(fā)明金獎”。據(jù)了解,，“世界杰出青年發(fā)明金獎”獲得者每年由世界發(fā)明家聯(lián)合會在全球青年范圍內(nèi)選拔,。此前，這一發(fā)明在今年9月份舉行的第十七屆中國發(fā)明展覽會上獲得銀獎,。
黃曾新說，法拉格·穆薩日前參觀上海市向明中學時透露,，目前,，世界范圍內(nèi)僅有美國、以色列宣布能將空調余熱達到90攝氏度以上,，但仍未能達到空調余熱應用階段,，而陳菲新研制的項目不僅可以將水溫提高至95攝氏度左右，且具有熱效率高,、易于應用推廣等效果,。
黃曾新稱，新發(fā)明的意義在于可革除目前通用的“空調外機”,，取而代之的新型熱泵產(chǎn)生的熱量可轉換成高溫沸水,，儲存于保溫箱中隨時供用戶洗滌、煮飯,、烘衣,，甚至可供飲用。通過對空調廢熱的利用,，可減少室外熱量排放,，降低環(huán)境壓力，又可節(jié)省電能,，達到節(jié)能降耗的目的,。
他介紹，如果對全世界現(xiàn)有的空調加以改造,，并研制生產(chǎn)出能充分利用空調余熱的新型空調,，將會帶來全球空調界的一場革命，按這樣計算,，全球至少每年可節(jié)約幾十億度電,，可節(jié)約的煤資源將非常可觀。更重要的是,，這一新發(fā)明將對全球溫度變暖提供一條有效解決途徑,。
而新技術的另一大意義在于對熱泵技術的革新，新的熱泵技術可使產(chǎn)生的熱能溫度高,，產(chǎn)生的熱能是用純電熱轉換法產(chǎn)生的三至四倍,，該技術在工業(yè)烘干領域中可加以推廣應用，其中包括對棉花,、布匹,、印染、洗衣,、糧食,、木材、紙張,、絲綢,、蠶繭、豬鬃,、羽絨等大量烘干行業(yè),，甚至包括對煙囪中排放的廢熱回收，“如果這一切因為新技術的研發(fā)而變成現(xiàn)實,，那么進一步緩解全球變暖,、減輕環(huán)境污染將變成現(xiàn)實�,！秉S曾新說,。 |