科学家寻新型低碳制冷器 声波无氟空调将问世

近来，美国、东欧和亚洲都遭受热浪袭击，空调成了人类最后一根救命稻草。但这对环境来说却是个不折不扣的坏消息。科学家们认为，居民区和商业建筑空调在温室气体排放中占有重要的地位，但随着气温的升高，人们将用更多的空调，同时已经存在的老空调将以更高的功耗运行，全球变暖的趋势将加剧。科学家们正在想方设法从多个方面全面改善空调的碳足迹。
制冷循环
伦敦南岸大学的格瑞米·梅德门长期从事环保制冷系统系统的研究人员，他认为应该使用二氧化碳替代在这类系统中使用的合成氟化烃制冷剂，传统的蒸发压缩循环系统中，冷却剂被压缩冷凝后膨胀气化来给房间制冷。压缩阶段产生热量一般被辐射到建筑物外的空气中。据梅德门说，其中起到关键作用的氟化烃这类气体造成全球变暖的可能性是二氧化碳的四千倍。仅仅英国一地，20%的温室气体排放要归因于这类物质。
同时，二氧化碳比氟化烃压缩后产生热量更高：150摄氏度比60摄氏度。因此梅特门特和同事们正在调查利用超市二氧化碳制冷的空调和冰箱所产生的热能的想法，考虑将这些热能加以利用，为需要的地方提供热水。
声波制冷
来自美国宾夕法尼亚州州立大学帕克学院的麦特·珀斯正和同事们正在开发一种基于声音的无氟空调系统。
这个小组用一种线性马达前后移动扩音器的金属薄板，在氮气中发出一种不会造成温室效应的声波，声波在气体中各区域产生压缩和膨胀，造成他们轮流升温和降温，珀斯称，整个过程像一块海绵一样，气体一个区域吸收热量然后通过声波传到另外一个区域，热量最终被排出气体。”他说。
该小组之前为冰淇淋生产商“本&杰瑞”制造了一个基于这种称作热声制冷技术的冰箱。他们表示，可以将技术推广到空调设备中，并且尝试建成一批3.5千瓦，家用型的设备，安置在建筑物四周。一旦成行，便可减少传统空调系统的能量消耗。
水制冷
其它的团队也在着手研发不会带来气候变暖的制冷剂。其中一种方法是使用氨和水的混合物。亚特兰大乔治亚技术研究院的斯瑞尼瓦斯·盖瑞麦拉正在开发一种利用氨蒸汽将热量转换的系统。根据他的设想，氨流经冷凝器，然后进入蒸发器，在这里产生制冷效果，最终再次被水稀释。
吸收制冷技术并不是没有先例，该技术原理比今天常见的蒸发压缩制冷系统还早，但因需要多个热交换器而略显笨重，所以多数被应用在中央空调系统中，为大型建筑群制冷。因此，盖瑞麦拉通过开发微型热交换器来避开这个问题，交换器的溶液流过直径仅0.5毫米的管道，充分提高这种尺寸热交换器的效率。他的团队目前已经开发出书本大小、却能产生相当于300瓦制冷效果的原型机，并计划利用美国高级研究项目部提供的基金进一步增加设备的制冷功率。