熱聲空調商業化:Sound Energy邁出節能減排的重要一步
根據斯特林發動機的遠離,荷蘭Sound Energy公司開發出了一套通過吸收工業廢熱或太陽能、將之轉化為無需附加能源的強大冷卻系統的解決方案——簡稱THEAC 。據悉,THEAC系統無需機械運動部件、不使用製冷劑、不製造二氧化碳、不消耗昂貴的金屬材料。相反,它藉助的是氬氣——這種氣體儲量豐富、不會導致全球氣溫變暖、且完全可持續。
THEAC 系統完全依靠輸入的熱能來製冷,運行時的噪音和淋浴時差不多,並且採用了可擴展的設計。
該公司演示了一套25-kW 的升級裝置,能夠實現低至-25°C(-13°F)的製冷效果。
這項技術借助了“熱聲效應”(Thermoacoustic Effects) ——早在幾個世紀前,就已經被玻璃吹製工人(Glass Blowers)所發現。
當在較冷的細管末端、向較熱的那一端吹泡時,會產生響亮而單調的聲音。19 世紀50 年代的實驗證明,該現象的關鍵部分,就是溫差!
聲音的強度,會隨著燈管的長度(以及燈泡的大小)而發生變化。不過,聲音只是人耳可以聽到的氣壓振動(有峰值和谷值)。
在熱量的影響下,氣體會膨脹和收縮—— 這意味著溫差可以產生氣壓差,也是斯特林發動機的運行原理—— 它是造成玻璃管’聲波振盪’的壓力波源。
早在1850 年代,物理學家Pieter Rijke 就已經證明:
在管子的四分之一處、裝入一個加熱的金屬絲網,可有效地放大聲音—— 因其能夠在這個最大壓力點,為管中的空氣提供額外的能量。
進一步的實驗表明,通過在最小壓力點冷卻空氣,也能夠帶走能量、並對熱聲波產生類似的放大效應。
Sound Energy的設備,即利用熱差在無限環管中產生聲波,並放大該波至高強度。然後,就像熱差被轉換成壓差一樣,壓差又可以反向轉成熱差。
雖然聽起來感覺很詫異,但我們看到的,確實是一套固定的系統—— 沒有冷熱相關的可移動部件。
與斯特林發動機一樣,熱量的來源並不重要—— 因為熱量可以來自任何地方,比如通過真空管收集的工業廢熱或太陽能。
冷卻後的空氣,也被用於各種目的——比如冰鮮農產品、或者工業冷庫。若是有多餘的能量,也可以通過其它形式來儲存或轉化使用。
Sound Energy 表示,THEAC 是一項顛覆性的技術,能夠有效清除40~50% 的廢熱、同時降低全球能源的消耗量。
其實自70年代中期- 80年代以來,這項技術一直在默默發展。類似的聲熱製冷技術,已被用於航天飛機等領域。
遺憾的是,但到目前為止,尚無人取得商業運用的成功。至於Sound Energy 的最新進展,我們對它寄予了很高的期望。
Sound Energy表示,該公司已經售出了首批產品 ——買家中包括了來自迪拜的客戶,大型機組的費用在5萬美元左右。
隨著產能的提升,該公司有望進一步降低成本,為住宅提供更實惠的消費選擇。預計每套系統的使用壽命為20~30年,遠勝於傳統的空調產品。
[編譯自:New Atlas ,來源:Sound Energy ]