不怕電費漲,節能空調幫你省下九成電力
編譯:吳佳穎
 
地球暖化持續攀升,人們對於冷氣空調的需求只會不斷增加,新材質將可節省90%的能源,為地球帶來一線希望。
如果我們想更有效率地分配地球能源,冷氣空調的使用絕對是個關鍵。我們能夠突破現況找到節省90%冷氣電力的方法嗎?
一般冷氣的冷卻原理有點像冰箱,耗能主要產生於將氣體壓縮成液體的循環過程,不同之處在於冰箱的散熱在室內,而冷氣則是將熱能排出室外。在新加坡,冷氣約占家用電力消耗量的30%,商用電力則高達40%。
不光是已發展國家,許多熱帶地區國家也漸漸跟上經濟發展的腳步,未來十年,對於冷氣空調的需求,預估只會上升不會下降。因此如何在飯店、餐廳、辦公室和家中控制室內溫度,不過度使用冷氣,區區幾度的溫度調升,將可為節能環保帶來不可小覷的影響。
冷氣本身的裝置又有什麼能改進的地方呢?如果壓縮的過程是個關鍵,是否有任何方法能省略或減少這個過程所消耗的能源?傳統的化學材料科技將會是這些問題的答案。
有些材料擁有易於吸附水蒸氣的特性,過程中會放出熱能。假設這些冷水霧能吸收室內的熱氣,再導向室外的特殊材料,那麼我們不但能捕捉水氣,還能將熱能釋放至戶外。另外,只需要施加一點點熱能在這種材料上,便可將水氣與該材質分離,熱能若來自於太陽能將是最理想的狀況,或是其他閒置熱能。如果以上兩項都不可行,只要一個小小的電熱器也就夠了。這種冷卻作用通常稱為吸附性製冷技術(Adsorption Chillers)
問題是目前成本能控制在合理範圍內的材料,如:矽膠,能吸附的水氣並不多,所以需要很大的量才能降低室溫。而整個吸附性製冷技術的機體龐大又笨重,就如同一般放在屋頂的冷氣一樣。
有鑑於此,各國學者正密集地研發擁有顯著吸水能力的新興材質-金屬有機骨架化合物(metal-organic frameworks,MOF),顧名思義,此材質是由多種金屬組成,諸如鋯、鉻等,經由碳原子鏈結成一張結構鬆散的網,讓水分子在表面能有更多空間被鏈結。
伯明翰大學的Raya al Dadah博士就發現金屬有機骨架化合物可吸附比矽膠多四倍以上的水份。不過學者們的研發仍需努力,因為這些化合物也許能穩定地進行幾個循環,卻不一定能重覆千次以上,而要讓此原理商品化,必須找到穩定又耐久的材質才行。如果成功,相信在不久的將來,只要現在十分之一的能源,就能享受同等涼爽的空調效果。
編按:原文作者Bernie Bulkin曾於2010-2013擔任英國政府再生能源部部長,也是世界最大私營石油公司BP的前研發長。全文以作者第一人稱口吻改寫。
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