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將空調(diào)散發(fā)的余熱進(jìn)行再利用,，一方面達(dá)到空調(diào)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(diào)熱水器”榮獲了“世界杰出青年發(fā)明金獎(jiǎng)”。
由于空調(diào)散熱對環(huán)境溫度有較大影響,，世界各國目前正限制空調(diào)的應(yīng)用,，防止全球溫度變暖。有關(guān)專家稱：“高效空調(diào)熱水器”很有可能成為解決這一棘手問題的“良方”,。
空調(diào)余熱進(jìn)行再利用
眾所周知,，空調(diào)機(jī)的原理簡單地說是通過自身運(yùn)動來轉(zhuǎn)移熱量，造成室內(nèi)外不同的溫差,；再加上空調(diào)消耗電能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，自身也產(chǎn)生了熱量。全球高樓大廈林立,，空調(diào)機(jī)星羅棋布,，大量熱量通過外機(jī)向外界散失，它們所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)給全球環(huán)境帶來了沉重壓力,。
“由于空調(diào)散熱會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響,，出于好奇心，我一直在想空調(diào)散發(fā)的余熱為什么不可以利用呢,？”陳菲說,，她在科技指導(dǎo)教師黃曾新的指導(dǎo)下，經(jīng)過長期收集相關(guān)資料得知,，要想達(dá)到節(jié)能降耗,、廢熱利用的目的，核心問題在于對空調(diào)“冷凝器”的改造,。
“一般的空調(diào)‘冷凝器’由于設(shè)計(jì)等原因?qū)е聼崮芾速M(fèi)嚴(yán)重”,，發(fā)現(xiàn)問題后，陳菲積極參與到有關(guān)模型制造,、論文撰寫,、數(shù)據(jù)測試等工作，并經(jīng)過多次實(shí)踐,，將空調(diào)中的散熱板和吹風(fēng)機(jī)換成了由螺旋狀同軸管組成的“逆向多點(diǎn)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(shí)讓出水溫度接近沸點(diǎn),，這樣一來，空調(diào)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(diào)加熱采用的“單點(diǎn)平衡熱交換”原理,，通過技術(shù)創(chuàng)新改換成了“多點(diǎn)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(diào)廢熱利用這一看似不可能達(dá)成的愿望成為了可能,。
他解釋說，空調(diào)在制冷同時(shí)會產(chǎn)生許多熱量,，目前世界各國普遍采用“單點(diǎn)平衡熱交換”熱泵技術(shù)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(dāng)然,，采用“單點(diǎn)平衡熱交換”熱泵技術(shù),，如果要提升水溫，就會導(dǎo)致冷凝器冷卻不足,，從而造成空調(diào)制冷效果下降,。而新發(fā)明的“逆向多點(diǎn)平衡熱交換”熱泵技術(shù)，可將空調(diào)余熱提升至95攝氏度左右,，且不影響空調(diào)制冷效果,，這樣將大大擴(kuò)展空調(diào)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(diào)余熱達(dá)到“零排放”標(biāo)準(zhǔn),，降低環(huán)境溫度，還可節(jié)約大量熱能,。
空調(diào)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(jìn)行制熱,，新的熱泵技術(shù)產(chǎn)生的熱能是用純電熱轉(zhuǎn)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(shí)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(shù)制熱也有兩大缺點(diǎn)，一是在冬天熱源不足時(shí)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(dāng)今國際社會共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題，空調(diào)的大量使用,，已成為導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因之一,。為此,，一些國家正鼓勵(lì)國民減少對空調(diào)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(diào)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(diào)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(jiǎng)”,。據(jù)了解,，“世界杰出青年發(fā)明金獎(jiǎng)”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(jiǎng),。
黃曾新說，法拉格·穆薩日前參觀上海市向明中學(xué)時(shí)透露,，目前,，世界范圍內(nèi)僅有美國、以色列宣布能將空調(diào)余熱達(dá)到90攝氏度以上,，但仍未能達(dá)到空調(diào)余熱應(yīng)用階段,，而陳菲新研制的項(xiàng)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(yīng)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(diào)外機(jī)”,，取而代之的新型熱泵產(chǎn)生的熱量可轉(zhuǎn)換成高溫沸水,，儲存于保溫箱中隨時(shí)供用戶洗滌、煮飯,、烘衣,，甚至可供飲用。通過對空調(diào)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(dá)到節(jié)能降耗的目的,。
他介紹，如果對全世界現(xiàn)有的空調(diào)加以改造,，并研制生產(chǎn)出能充分利用空調(diào)余熱的新型空調(diào),，將會帶來全球空調(diào)界的一場革命，按這樣計(jì)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(shù)的另一大意義在于對熱泵技術(shù)的革新，新的熱泵技術(shù)可使產(chǎn)生的熱能溫度高,，產(chǎn)生的熱能是用純電熱轉(zhuǎn)換法產(chǎn)生的三至四倍,，該技術(shù)在工業(yè)烘干領(lǐng)域中可加以推廣應(yīng)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?yàn)樾录夹g(shù)的研發(fā)而變成現(xiàn)實(shí),，那么進(jìn)一步緩解全球變暖、減輕環(huán)境污染將變成現(xiàn)實(shí),�,！秉S曾新說。 |