2022年世界杯空调制冷技术的创新良机整粒机

2020-01-31 07:10

英国《卫报》(Guardian)周日(7月6日)刊登了一篇关于2022年卡特尔世界杯的展望文章。文章认为,对于夏季温度极高的卡塔尔来说,世界杯将是它开发创新型空调制冷技术的良好机会。

世界杯正在热火朝天地进行。球场上的温度已经达到了创纪录的38.8C。这是否让习惯了热带气候的球队获得了一种不公平的优势?为了让比赛更公平,方法之一是给足球场馆装上空调。

这个主意听起来很疯狂,但卡塔尔官方已经表示,这就是他们想在主办2022年世界杯时采取的做法。卡塔尔白天的气温经常超过45,这样的措施是绝对必要的。

这样做的第一个问题是主办方必须通过国际足联道德委员会的一项关于贪污腐败的调查。然而,更大的一个困难是如何利用太阳能和可再生能源,因为卡塔尔已经作出了这方面的承诺。这将是一个巨大的挑战,但非常有意义。随着全球气温的上升,到下个世纪,地球上一些地区的气温将变得难以忍受,未来的空调器需求将越来越大。

在没有空调的汽车上,司机可以把车窗打开来降低车内温度。但是,打开车窗会增加空气阻力,使汽车的效率变低。如果有空调的话,司机在热天就不必开窗,这样可以节省燃油。所有人都是这么想的。不过,空调本身也需要消耗能量。最新的实验表明,就节约能源来说,打开窗户比打开空调更划算。

尽管如此,如果碰上大热天堵车,这时候节省燃料和保护环境方面的考虑就会退居其次,关闭窗户、打开空调往往是唯一的选择。这也是卡塔尔大型露天足球场面临的问题。如果他们安装庞大的空调系统,他们将需要封闭屋顶,这将产生几个不良后果。

传统空调的工作原理与冰箱大致相同。低沸点的液体(制冷剂)被泵入一组铜管,当温暖空气经过铜管附近时,铜管内的制冷剂温度会升高并蒸发,从而降低空气的温度。然后,这些蒸发的制冷剂又会在泵内被挤压成液体,这个过程会消费能量,其产生的热量通过冰箱的背面散发出去。

空调产生的热量会被散发到大气中,这样就会提高空气温度。在人口密集的城市,这种温度上升会产生很大的影响。美国亚利桑那州立大学的科学家已经通过研究发现,在夏天,市区的空调会导致夜间温度上升超过1度。这听起来似乎并不严重,但实际上在过去100年中全球气温也只是上升1度。同样,如果以传统方式供能,卡塔尔的城市空调将消耗大量电力,还会导致空气温度上升。这是一个严峻的挑战。

更好的方法是研发新的空调制冷方式,如通过海水蒸发制冷,或者通过计算机控制的遮阳棚制冷,或者利用捕风塔来产生对流冷却效果——这是沙漠地区居住区常用的方式。卡塔尔就属于沙漠地区,它的露天足球场当然不必建造得像热带雨林地区巴西的足球场一样。也许卡塔尔的足球场应该被建在岩石内部,这样在夏天就会比较凉快。或者他们应该通过骆驼的鼻子获得灵感:骆驼的鼻子里有一层具有热交换作用的膜,它能够从呼出的空气中提取水份,以此冷却头部。

目前,没有人知道这个问题的最终解决办法是什么,包括卡塔尔的2022年世界杯组委会在内。有许多人呼吁将比赛时间放在冬季,这样球场就不会那么热了。如果这个建议被采纳,卡塔尔也许将错失一个机会。

可持续、低功耗的散热技术是当今世界迫切需要的。随着全球继续变暖,沙漠地区的城市数量也将增加,对空调技术的需求当然也会上升。我们需要更巧妙的空调制冷技术,2022年世界杯为这种探索提供了一个很好的机会。这种探索应该引起全球性的竞争;首先,应该让我们的足球运动员参与进来,因为他们拥有巨大的财富和影响力。

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