古人是如何制冷的 现代空调还用这一招
夏天来了,又到了吃烧烤、喝啤酒的季节,我们经常看到在路边摊上吹着空调、喝着啤酒、大快朵颐的食客。
不知道你有没有观察过,这种吹出凉风的空调扇可不是我们办公室或家里安装的那种空调器,这种空调扇和户外喷雾降温,甚至和古代的“自雨亭”“含凉殿”有着相同的原理,它们利用的其实是蒸发冷却。
蒸发冷却是一种通过水的蒸发来冷却空气的过程,即水会吸收空气的热量而蒸发,从而冷却空气。
原来古人就用过蒸发冷却制冷
数千年前,古埃及和波斯以屋顶风井“捕风器”的形式使用了蒸发冷却空调。“捕风器”设置在逆风处,空气沿风井向下流动进入楼内的喷泉处,然后把冷却的空气送入室内。
在中国古代也有蒸发冷却空调的记录,汉朝发明家丁缓发明了七轮扇,后世用水力驱动它,并将水流引入到空气流动的位置,不仅提供了动力,还利用蒸发冷却降低空气温度。类似的还有“自雨亭”“含凉殿”,将冷水输送到顶部,然后从房檐四周流下形成水帘,起到避暑降温的效果。
在古代,利用蒸发冷却原理避暑纳凉,清凉一夏往往是达官贵人才能享受到的服务。而今,随着社会的发展,用电驱动制冷的空调器、多联机已经“飞入寻常百姓”家庭。然而,蒸发冷却这种方式仍然有着不可替代的作用。
蒸发冷却从之前非常简单的一种通风降温方式,转变为一种利用干空气等可再生能源的节能、绿色的技术,将有效推动“碳达峰、碳中和”的实现。
绿色节能的蒸发冷却技术
在西部干旱或半干旱地区,很多工业建筑使用蒸发冷却降温空气系统完全可以替代机械制冷空调系统,而在湿润和半湿润地区,也可以利用露点蒸发冷却实现制冷,从而改善车间的工作环境。
在大数据时代,通信机房和数据中心全年不间断运行,能耗持续增加,而在冬季或过渡季节利用蒸发冷却技术,结合夏季间接蒸发冷却预冷,可大幅降低全年运行能耗。
蒸发冷却也在家用空调有着不可替代的作用,除了前面提到的空调扇外,蒸发冷却也可以和新型家用空调技术结合。
在2021年举办的全球制冷技术创新大奖赛中,中国团队提出了“集成蒸发冷却和太阳能光伏的先进蒸气压缩制冷技术”的空调器方案,将蒸发冷却、太阳能光伏和高效制冷系统有机结合,实现了空调器的高效节能和室内温湿度的精确控制,从2100多支团队中脱颖而出获得冠军。
该技术应用蒸发冷却将干燥的空气作为室内环境的调控手段,结合适应气候的通风控制技术,实现了通风、降温、除湿功能,开辟了空调技术发展新方向。
将蒸发冷却这种有数千年应用历史的技术与新型技术相结合,挖掘蒸发冷却的应用价值和节能潜力,从而能为全球节能减排、低碳转型贡献更多智慧、方案和力量,为绿色发展注入强大动能。
科普中国