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节能创新奇葩说:调温椅/水冷鞋如何做到节能减排?

2016-03-22 00:54
络遇
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  美国能源部先进研究计划署(Advanced Research Projects Agency-Energy,ARPA-E)推动节能创新不遗余力,在空调方面,ARPA-E 提出了“冷却个人,非整栋建筑”的构想,因为空调的最终目标是人的舒适,至于大楼没有人的地方温度多少其实不那么重要,而人所占据的空间在整栋建筑物中只是一小部分,因此这种个人空调的概念可望能节省大量空调用电,但要如何做到?千奇百怪的点子应运而生。

  在2016年3月举办的先进研究计划署创新峰会(ARPA-E Innovation Summit)上,除了在绿能业界耳熟能详的电池、生质燃料、太阳能面板与其他次世代绿能技术以外,还推出一系列“提供高能源效率局部温控舒适设施”(Delivering Efficient Local Thermal Amenities,DELTA)计划,顾名思义,这个计划旗下的研发目标,就是要让空调系统“精准打击”只冷却或加热在里头的人周遭,而非整栋大楼。

  加州大学柏克莱分校的建筑环境中心(Center for the Built Environment,CBE)总监爱德华·亚伦斯(Edward Arens)于峰会上表示,在建筑物中,人们只是占据建筑物中很小部分的空间,但相对于使用人数,建筑物往往过度设计空调系统。

  过去的空调系统往往只能一次冷却或加热整个建筑物的空间,但是其中有人在的地方只有一小部分,造成相当大的能源浪费,一直以来,许多厂商也逐渐注意到这个问题,譬如推出下吹式冷气,就是因应人只会在楼板地面活动,不会爬到天花板上头,有的节能设计甚至想出冷气孔改本地板,从地板出风的设计,看来似乎很违反常识,不过那比起建筑环境中心的最新点子,可就小巫见大巫了。

  建筑环境中心在峰会上提出许多个人化空调的点子,除了节能以外,许多人都有同事与自己习惯的温度不同的经验,偏偏在中央空调下一个房间只能一个温度,往往彼此抢着调冷气温度,某个怕热的人觉得凉快,同事们却快冻死,某个怕冷的人觉得温暖了,同事却汗流浃背,这样的问题也可透过个人化空调设施,让每个人都享受到舒适的温度,而不用争着抢夺冷气遥控器的控制权。

  研发调温椅、水冷鞋

  许多简单的设备就能达成相当的效果,譬如在办公桌上安装小电扇,或冬天在办公室桌底有暖脚器等等,这样的小设备就能让人从室温约华氏 65 度上下(摄氏 18 度上下)到华氏 80 度出头(摄氏 28 度上下)的大范围内都能觉得舒适,因而能让空调减少相当多负载,容许空调不必开启的温度范围,每上下扩增华氏 1 度,就能节能 5~7%,而这可节省相当可观的能源。

  这次建筑环境中心更进一步,推出调温办公椅,这款椅子由新创事业个人舒适系统(Personal Comfort Systems)公司打造,要价 1,900 美元,内建冷却使用者的电扇及冬天保暖的加热设备,电扇用电 3.5 瓦,加热器则为 14 瓦,当坐在这款办公椅上,不管热了或冷了,椅子都会自动帮你散热或保暖,而让椅子上的人保持舒适,每天使用完后需要插电充电其磷酸锂铁电池,这有点麻烦,所以建筑环境中心打算与无线充电技术商 WiTricity 合作打造无线充电功能。

  马里兰大学的研究团队则着力于衣物与机器人上。研究团队研发对温度能自动智能调控的衣物,布料具备特殊纳米结构,由导热带与热感高分子调控的连接构造组成,可以辐射热及增加空气对流的方式有效调节体温;研究团队也推出个人机器冷却设备(Robotic Personal Cooling Device),概念很简单,就是一台小冷气安装在智能机器人之上,自动跟着人到处跑,冷却他的周遭。研究团队希望能在未来将此一机器人的成本降至60 美元。

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