警報(bào)：地球溫度正在上升！所以人類需要更先進(jìn)的降溫技術(shù)。
國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（International Energy Agency）2019年發(fā)布報(bào)告稱，2050年之前，空間降溫消耗的能量將會(huì)增加2倍還要多。 空調(diào)消耗的電力占了全球電力消耗的10%�？照{(diào)內(nèi)部有氫氟碳化合物 制冷劑，它會(huì)變成比二氧化碳更強(qiáng)的溫室氣體。
密歇根大學(xué)環(huán)境項(xiàng)目主管、環(huán)境工程師Shelie Miller說(shuō)：“這是一個(gè)惡性循環(huán)圈。地球越來(lái)越熱，我們打開(kāi)空調(diào)，消耗更多能量。消耗的能量越多，釋放的溫室氣體也越多，結(jié)果導(dǎo)致地球更熱�！�
如何解決這一問(wèn)題？科學(xué)家工程師正在努力，想開(kāi)發(fā)更復(fù)雜、更節(jié)能的降溫技術(shù)。
Miller說(shuō)：“改進(jìn)HVAC（采暖、通風(fēng)及空調(diào)系統(tǒng)）技術(shù)可以提高降溫效率，還可以轉(zhuǎn)用可再生能源，這樣能減少溫室氣體排放量�？纯慈祟悮v史，曾經(jīng)我們用創(chuàng)新方法給大樓降溫，沒(méi)有使用能耗極高的空調(diào)�！�
說(shuō)到空調(diào)這個(gè)概念，可以追溯到幾個(gè)世紀(jì)以前。古波斯工程師開(kāi)發(fā)出“badgirs”，它的理念就是將冷風(fēng)吸進(jìn)房間，還有“yakhchāls”，它可以制冰，相當(dāng)于沙漠地區(qū)最早的 冰箱。
1820年，Michael Faraday發(fā)現(xiàn)將氨壓縮液化然后再釋放，可以給空氣降溫。1902年，工程師Willis Carrier為紐約Sackett & Wilhelms Lithographing and Printing Company公司設(shè)計(jì)一種裝置，他讓循環(huán)空氣穿過(guò)線圈，用氨制冷，這樣一來(lái)完成彩色打印任務(wù)時(shí)就可以控制濕度。最終，他的設(shè)計(jì)變成了世界第一臺(tái)電力空調(diào)，1925年裝進(jìn)時(shí)代廣場(chǎng)Rivoli劇院，即使是夏天，觀眾也可以在這里看大片。
當(dāng)空調(diào)進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)時(shí)，最開(kāi)始是奢侈品，但它很實(shí)用，在溫暖的環(huán)境下可以去濕，可以降溫，很快成為必需品。如果空調(diào)沒(méi)有普及，不會(huì)有那么多人移居到美國(guó)陽(yáng)光地帶（南部地區(qū)）， 香港新加坡也不會(huì)發(fā)展得那么好。
保鮮、存儲(chǔ)藥物和疫苗、給數(shù)據(jù)中心降溫，這些都離不開(kāi)制冷技術(shù)。對(duì)于健康、護(hù)理、生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，制冷也有著舉足輕重的地位。今天，研究人員和創(chuàng)業(yè)公司正在努力，想把更節(jié)能的能源變成涼氣。
德國(guó)Saarland大學(xué)開(kāi)發(fā)出一種形狀記憶金屬，這樣一來(lái)就不需要冰箱了。拉扯鎳鈦金屬絲金屬板或者使之變形，可以給合金施加壓力，讓它的溫度上升。當(dāng) 材料回歸原始形狀，濕度會(huì)降到約20度，低于環(huán)境濕度。
Saarland大學(xué)教授Stefan Seelecke解釋說(shuō)：“我們的基本理念就是讓空間熱量散去（比如冰箱內(nèi)的熱量），讓預(yù)加應(yīng)力、彈性超強(qiáng)的形狀記憶金屬舒展開(kāi)來(lái)，然后降溫�！�
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一套凸輪傳動(dòng)原型系統(tǒng)，它把形狀記憶線纜捆綁在一起，變成可以旋轉(zhuǎn)的裝置，增強(qiáng)降溫能力。裝置可以用作熱泵、空調(diào)、冰箱，不需要污染環(huán)境的制冷劑。自2016年以來(lái)，德國(guó)研究基金會(huì)（German Research Foundation）一直在資助該項(xiàng)目，歐洲委員會(huì)、美國(guó)能源部認(rèn)為這種技術(shù)很有前途，也許可以取代蒸汽壓縮冷卻系統(tǒng)。
Blue Frontier公司認(rèn)為，想開(kāi)發(fā)更高效的制冷系統(tǒng)，關(guān)鍵在于可再生能源。2013年，Blue Frontier在佛羅里達(dá)成立，它開(kāi)發(fā)的空調(diào)用天然氣燃料電池生成電力。后來(lái)Blue Frontier CEO發(fā)現(xiàn)這個(gè)市場(chǎng)太小，只有那些裝有天然氣的大樓才能用，而且燃料電池太貴了，很難普及。
隨后，Blue Frontier與美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(National Renewable Energy Laboratory)合作，重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)。最終它們?yōu)榭照{(diào)裝備熱化學(xué)氯化鋰儲(chǔ)能裝置，能量存入高濃度鹽溶液，使用時(shí)再釋放。
Betts說(shuō)：“從早上開(kāi)始， 太陽(yáng)能越來(lái)越強(qiáng)，下午沒(méi)多久就會(huì)漸漸減弱。到了下午晚些時(shí)候，大樓電力負(fù)載將會(huì)達(dá)到高峰，所以在電力的生成與消耗上不匹配。”如果裝上Blue Frontier空調(diào)，就可以存儲(chǔ)降溫能量，當(dāng)太陽(yáng)能處于高峰時(shí)存儲(chǔ)電能。Betts還說(shuō)：“有了我們的技術(shù)，當(dāng)電網(wǎng)沒(méi)有那么擁擠，可再生能源在電力中占據(jù)較大比重時(shí)，才會(huì)消耗電力，完全可以這樣做�！�
加州公司SkyCool Systems的想法不太一樣，它向夜空求助。2016年SkyCool Systems成立，之后融資99萬(wàn)美元。
SkyCool Systems聯(lián)合創(chuàng)始人Aaswath Raman說(shuō)：“抬頭看看天空，它會(huì)以熱輻射的形式散熱。熱量通過(guò)熱輻射散向天空，當(dāng)中有一部分還會(huì)逃往太空。正因如此，任何面向夜空的表面溫度會(huì)自然下降，降到空氣溫度之下�！�
想在白天模擬這種效果是一件很難的事。Raman說(shuō)：“太陽(yáng)會(huì)加熱，不論什么材料，溫度都會(huì)上升，所以會(huì)抵消降溫效果。我們需要一種高反射、可以持續(xù)散出熱量的材料。如果將二者結(jié)合，即使是白天也能降溫。這種技術(shù)很有吸引力，因?yàn)樽钚枰禍氐耐侵形纾赃@種免費(fèi)的被動(dòng)冷卻技術(shù)很實(shí)用�！�
SkyCool Systems 開(kāi)發(fā)出銀板，看起來(lái)像太陽(yáng)能面板，但是銀板上面覆蓋了光學(xué)薄膜，可以將熱量變成中等波長(zhǎng)的紅外線，這些光線穿過(guò)大氣，進(jìn)入太空，同時(shí)銀板又能反射太陽(yáng)光。SkyCool Systems 已經(jīng)將銀板裝在5個(gè)地方，有辦公大樓，有便利店，銀板還可以與現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)整合，比如冰箱、冰機(jī)和空調(diào)。
工程師、公司聯(lián)合創(chuàng)始人Eli Goldstein說(shuō)，SkyCool Systems面板有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是節(jié)能，二是可以減少需求，三是增強(qiáng)冷卻能力，節(jié)能、減少需求的比例可以達(dá)到10-30%。
不只如此，SkyCool Systems不需要能源、水，這也是一個(gè)了不起的優(yōu)點(diǎn)。Goldstein說(shuō)：“實(shí)際上它的制冷形式是被動(dòng)的，所以不需要水。冷卻時(shí)沒(méi)有必要蒸發(fā)水分，所以SkyCool Systems是一套可持續(xù)系統(tǒng)，更環(huán)保�！�
真的這么完美嗎？新制冷技術(shù)也有自己的挑戰(zhàn)。市場(chǎng)需求很大，SkyCool Systems產(chǎn)能有限，無(wú)法跟上需求；至于Blue Frontier，它雖然已經(jīng)制作出各種原型產(chǎn)品，但是還沒(méi)有大規(guī)模量產(chǎn)，還要繼續(xù)在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。
到目前為止，新制冷技術(shù)都還沒(méi)有大規(guī)模普及，但這些創(chuàng)新技術(shù)為未來(lái)鋪平了道路。Blue Frontier準(zhǔn)備向“空調(diào)即服務(wù)”（ air conditioner as a service）模式轉(zhuǎn)型，SkyCool想用銀板取代空調(diào)。
Goldstein說(shuō)：“在我們的日常生活中，制冷是一種很重要的技術(shù)。我們要攜手合作，開(kāi)發(fā)更高效的制冷系統(tǒng)，讓它們以可持續(xù)方式運(yùn)行�！� |
