将空调的余热转化为电能

随着全球气候变暖，人们对于空调的使用也必然会增加，但空调也会危害到环境，因为向空调机组供电需要能源，而且空调冷却过程中也会向周围环境释放热量。为实现节能的冷气供应，信兴教育及慈善基金教授（能源及环境）梁国熙教授正在研发一项新技术，旨在有效地将空调系统的余热转化为有用的电能。

 

梁教授亦是城大能量研发能源研究中心主任，他表示：“空调通常是城市中最大的耗能设备，而由于全球呈城市化的发展趋势，能源需求将会持续增长。空调机组系统通过热能和风能的形式产生了大量的浪费能源，使能源资源无法得到有效利用。”

将废热回收成电能并不是什么新鲜事。但梁教授解释说，通常使用的有机朗肯循环（ORC）技术只能在200°C或以上的温度下工作，因此不能应用于通常为50°C至80°C的空调系统产生的余热。此外，空调系统常常会产生污垢，降低室内空气质量，从而间接增加能耗。

利用低温余热回收能源

因此，梁教授正在研发新一代空调系统，回收低温余热中的热能，并转化为电力供空调机组使用，或用作照明或供能给其他电器。

新系统融合了热科学和纳米技术，即热纳米技术（TNT），以实现高能效和清洁空气供应。模拟和实验结果表明，采用TNT可提升空调系统的性能系数，降低近20%的能耗。

梁教授表示，TNT涉及多项关键技术，例如：

i) 超低温集成有机朗肯循环（ORC）ORC的热力学完全可应用于回收低温余热来产生动能。通过将ORC集成到传统的空调系统循环中，这种全新的制冷循环可实现系统的整体能源效率最大化。

ii)直接热充电电池 一种由氧化石墨烯基电极制成的热电化学电容器，可以以电的形式储存热能，具有将低温热转化为电能的特点。

iii) 余热回收吸附冷却系统 针对改进后的吸附冷却系统，研究人员研发了新型金属-有机框架（MOF）吸附剂材料。该系统用于回收空调系统排出的热量，以获得额外的冷却效果。

iv) 纳米结构双亲表明热交换器 一种由超疏水基板和亲水位点组成的纳米结构双亲水表面。当水蒸气冷却并凝结到双亲水性表面时，会产生跳跃的液滴，从而增强热传递。该技术应用于改善低温余热回收。

v) 前后掠式叶片式垂直轴风力机 对于风冷凝汽器、冷却塔和排风机来说，高速离开机组的空气是一种能源浪费。垂直轴风力机有专门设计的前后掠式叶片，可有效地捕捉高速离开机组的风，并利用它来发电。

 

这五种技术既可单独应用，也可以综合应用，发挥协同效应。梁教授和他的团队正致力于使实际效率达到理论设定的最大效率值。

梁教授表示：“除了能提高能源效益外，这种设计也能减少温室气体排放并减少废热排放。该项目预期的革命性技术突破不仅可助力实现可持续性发展，还有望在全球带来更多新的商机。”

 

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