新型热声冷却系统,完全不耗电力将废热转为零下冷空气

随着全球暖化,冷气空调已然成为全球能源耗用大宗,为了应对电力缺口,不少实验设备因此致力于将环境废热转为电能。荷兰一家创业公司公司SoundEnergy 于今年CES 展展出了运用热声效应的冷却系统,可直接将环境废热转化为冷空气,且过程极其环保:不需制冷剂或贵金属材料,而是取用空气中含量最多的氩气。

根据国际能源局(International Energy Agency)数据,到2050 年全球将有高达60 亿台冷气设备消耗全球37% 电力,明知开冷气降温与保护地球理念背道而驰,但不开冷气又会热到受不了,致使环境陷入恶性循环。

是否能有一种直接将废热转为冷空气的设备问世?有,来自荷兰创业公司公司 SoundEnergy 运用热声效应(Thermoacoustic effect)所开发的 THEAC-25 热声冷却系统。

过去几个世纪以来,物理学家观察到在冰冷的玻璃管末端接上一个热灯泡时,会造成玻璃管内空气膨胀和压缩,进而发出声音,此即热能与声能相互转换的热声机制。而运用热声效应的冷却设备就是在共振管内产生共振声波并对管内的工作气体作功,气体往返运动而压缩、膨胀并产生温度变化,接着就能通过热交换机将冷空气传提交来。

THEAC-25 系统便是采用这原理,以氩气作为工作气体,设备吸收热量后产生声波,接着声波经过加压循环(首图中蓝色环状管)不断增强,使氩气产生温度梯度,最后转化出冷空气,过程完全不使用机械运动组件,本身也不需插电耗用电力,你只需要给它100% 的工业废热或太阳热能。

SoundEnergy 最新展示的 25kW 热声冷却设备,可转化出温度低达零下 25℃ 的空气。最重要的是,氩气为空气中含量最多的气体、且不会造成暖化,设备运行期间不会产生过大噪音(该公司声称大概和淋浴声同等级),转换废热的效率高达40~50 %,系统预期寿命更长达20~30 年。