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| 沪高一女生获世界青年发明金奖 | 2007/12/08 |
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| 对空调散发的余热进行再利用，一方面达到空调热气的“零排放”，降低环境温度，一方面还可节约大量热能。日前，上海向明中学高一女生陈菲发明的“高效空调热水器”荣获了“世界杰出青年发明金奖”，成为今年全球获此殊荣的三位青年人中的一位。这也是中国学生首次在这一奖项上折桂。 由于空调散热对环境温度有较大影响，世界各国目前正限制空调的应用，防止全球温度变暖。有关专家称:“高效空调热水器”很有可能成为解决这一棘手问题的“良方”。 核心在于改造“冷凝器” 众所周知，空调机的原理简单地说是通过自身运动来转移热量，造成室内外不同的温差；如果把全球环境当成一个整体来看，倘若地球表面温度平均值是25摄氏度、全世界家家户户都使用空调，并把自家室内的温度降到20度(相当于把5度热量输到了室外)，那室外的温度必然要增高；再加上空调消耗电能运转时，自身也产生了热量。全球高楼大厦林立，空调机星罗棋布，大量热量通过外机向外界散失，它们所产生的温室效应给全球环境带来了沉重压力。 “由于空调散热会对环境产生负面影响，出于好奇心，我一直在想‘空调散发的余热为什么不可以利用呢？’‘是否可提高空调热能利用率？’”陈菲说，她在科技指导教师黄曾新的指导下，经过长期收集相关资料得知，要想达到节能降耗、废热利用的目的，核心问题在于对空调“冷凝器”的改造。 废热拿来烘衣、烧开水 “一般的空调‘冷凝器’由于设计等原因导致热能浪费严重。”发现问题后，陈菲积极参与到有关模型制造、论文撰写、数据测试等工作，并经过多次实践，将空调中的散热板和吹风机换成了由螺旋状同轴管组成的“逆向多点平衡热交换器”，并且在冷凝器中做了一层钢管，让制冷器可以大幅降温，同时让出水温度接近沸点，这样一来，空调余热的利用范围被大大提升了起来。 黄曾新说，这一新发明的核心问题是将以往空调加热采用的“单点平衡热交换”原理，通过技术创新改换成了“多点平衡热交换”原理，一方面提高了热能的使用效率，更能让空调废热利用这一看似不可能达成的愿望成为了可能。 他解释说，空调在制冷同时会产生许多热量，目前世界各国普遍采用“单点平衡热交换”热泵技术，只能将这些余热加热到40至60摄氏度，由于水温不高很难回收利用，这些热量往往不利用而直接释放到室外，造成对环境的影响。 空调通常采用的“单点平衡热交换”热泵技术，如果要提升水温，就会导致冷凝器冷却不足，从而造成空调制冷效果下降。而新发明的“逆向对流多点平衡热交换”热泵技术，可将空调余热提升至95摄氏度左右，且不影响空调制冷效果，这样一来将大大扩展空调废热的利用范围，如烘衣、蒸汽、烧开水等。这样一来，它不但可使空调余热达到“零排放”标准，降低环境温度，还可节约大量热能。 空调除了在夏天制冷外，冬天制热怎么办？新发明的另一优势在于利用新研制的热泵，其原理在于将周围热量集中起来进行制热，新的热泵技术产生的热能是用纯电热转换法产生的3至4倍，产生的热能温度较高，最大的好处在于产生有效热能的同时还可降低周围环境温度。 但黄曾新坦诚，使用新型热泵技术制热也有两大缺点，一是在冬天热源不足时电热效率会降低；二是出水出气温度比夏天而言偏低。 世界发明家联合会授奖 “节能降耗”和“全球变暖”已成为当今国际社会共同关注的焦点问题，空调的大量使用，已成为导致全球气候变暖的主要原因之一。为此，一些国家正鼓励国民减少对空调的使用频率，甚至世界范围内许多专家正苦苦寻找能够代替空调的绿色降温新法，以缓解对环境的破坏。为了“对抗全球变暖”，一些国家甚至决定夏天所有办公室都不开空调，以减少温室气体的排放。 而在避免全球变暖方面，上海市向明中学的师生们也参与到了解决这一问题的探索当中。上海市向明中学是拥有百年历史的老校，从上世纪八十年代起，向明中学在全国首次推行“创造教育”，节能创新成绩斐然。近年来，在黄曾新老师的带领下，向明中学师生已拥有了一百多个节能专利，去年初，黄曾新带领学生们将重点科研项目放在了空调余热利用和热泵技术的开发方面。 经过不懈努力，向明中学陈菲凭借“高效空调热水器”的成功研发，获得“世界杰出青年发明金奖”，世界发明家联合会主席法拉格·穆萨亲自在上海为陈菲颁发该奖。“世界杰出青年发明金奖”获得者每年由世界发明家联合会在全球青年范围内选拔。此前，陈菲的这一发明在今年九月份举行的第十七届中国发明展览会上获得银奖。 新发明缓解全球变暖？ 黄曾新说，法拉格·穆萨日前在参观上海市向明中学时透露:目前，世界范围内仅有美国、以色列宣布能将空调余热达到90摄氏度以上，但仍未能达到空调余热应用阶段，而陈菲新研制的项目不仅可以将水温提高至95摄氏度左右，且具有热效率高、易于应用推广等效果。 然而，这一世界领先水平的新发明，是否能为破解“全球变暖”这一难题提供新思路？ 黄曾新称:新发明的意义在于可革除目前通用的“空调外机”，取而代之的新型热泵产生的热量可转换成高温沸水，储存于保温箱中随时供用户洗涤、煮饭、烘衣，甚至可供饮用。通过对空调废热的利用，可减少室外热量排放，降低环境压力，又可节省电能，达到节能降耗的目的。 他介绍，如果对全世界现有的空调加以改造，并研制生产出能充分利用空调余热的新型空调，将会带来全球空调界的一场革命，按这样计算，全球至少每年可节约几十亿度电，可节约的煤资源将非常可观，更重要的是，这一新发明将对全球温度变暖提供一条有效解决途径。 而新技术的另一大意义在于对热泵技术的革新，新的热泵技术可使产生的热能温度高，产生的热能是用纯电热转换法产生的3至4倍，且热泵不但不向周围环境排放热能，反而会吸收周围热能，化废热为再生热能，具有极其广泛的应用前景。该技术在工业烘干领域中可加以推广应用，甚至包括对烟囱中排放的废热回收。“如果这一切因为新技术的研发而变成现实，那么进一步缓解全球变暖、减轻环境污染将变成现实。”黄曾新说。(新华社供本报特稿) 图为陈菲正在专心致志地测试高效空调热水器。京报网 作者:■新华社记者刘丹 | |
