節能新概念,個人化空調商品應運而生

作者 | 發布日期 2016 年 03 月 10 日 12:24 | 分類 物聯網 , 科技趣聞 , 能源科技 follow us in feedly
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美國能源部先進研究計畫署(Advanced Research Projects Agency-Energy,ARPA-E)推動節能創新不遺餘力,在空調方面,ARPA-E 提出了「冷卻個人,非整棟建築」的構想,因為空調的最終目標是人的舒適,至於大樓沒有人的地方溫度多少其實不那麼重要,而人所佔據的空間在整棟建築物中只是一小部分,因此這種個人空調的概念可望能節省大量空調用電,但要如何做到?千奇百怪的點子應運而生。



在 2016 年 3 月舉辦的先進研究計畫署創新峰會(ARPA-E Innovation Summit)上,除了在綠能業界耳熟能詳的電池、生質燃料、太陽能面板與其他次世代綠能技術以外,還推出一系列「提供高能源效率局部溫控舒適設施」(Delivering Efficient Local Thermal Amenities,DELTA)計畫,顧名思義,這個計畫旗下的研發目標,就是要讓空調系統「精準打擊」只冷卻或加熱在裡頭的人周遭,而非整棟大樓。

加州大學柏克萊分校的建築環境中心(Center for the Built Environment,CBE)總監愛德華‧亞倫斯(Edward Arens)於峰會上表示,在建築物中,人們只是佔據建築物中很小部分的空間,但相對於使用人數,建築物往往過度設計空調系統。

過去的空調系統往往只能一次冷卻或加熱整個建築物的空間,但是其中有人在的地方只有一小部分,造成相當大的能源浪費,一直以來,許多廠商也逐漸注意到這個問題,譬如推出下吹式冷氣,就是因應人只會在樓板地面活動,不會爬到天花板上頭,有的節能設計甚至想出冷氣孔改在地板,從地板出風的設計,看來似乎很違反常識,不過那比起建築環境中心的最新點子,可就小巫見大巫了。

建築環境中心在峰會上提出許多個人化空調的點子,除了節能以外,許多人都有同事與自己習慣的溫度不同的經驗,偏偏在中央空調下一個房間只能一個溫度,往往彼此搶著調冷氣溫度,某個怕熱的人覺得涼快,同事們卻快凍死,某個怕冷的人覺得溫暖了,同事卻汗流浹背,這樣的問題也可透過個人化空調設施,讓每個人都享受到舒適的溫度,而不用爭著搶奪冷氣遙控器的控制權。

 

研發調溫椅、水冷鞋

許多簡單的裝置就能達成相當的效果,譬如在辦公桌上安裝小電扇,或冬天在辦公室桌底有暖腳器等等,這樣的小裝置就能讓人從室溫約華氏 65 度上下(攝氏 18 度上下)到華氏 80 度出頭(攝氏 28 度上下)的大範圍內都能覺得舒適,因而能讓空調減少相當多負載,容許空調不必開啟的溫度範圍,每上下擴增華氏 1  度,就能節能 5 ~ 7%,而這可節省相當可觀的能源。

這次建築環境中心更進一步,推出調溫辦公椅,這款椅子由新創事業個人舒適系統(Personal Comfort Systems)公司打造,要價 1,900 美元,內建冷卻使用者的電扇及冬天保暖的加熱裝置,電扇用電 3.5 瓦,加熱器則為 14 瓦,當坐在這款辦公椅上,不管熱了或冷了,椅子都會自動幫你散熱或保暖,而讓椅子上的人保持舒適,每天使用完後需要插電充電其磷酸鋰鐵電池,這有點麻煩,所以建築環境中心打算與無線充電技術商 WiTricity 合作打造無線充電功能。

馬里蘭大學的研究團隊則著力於衣物與機器人上。研究團隊研發對溫度能自動智慧調控的衣物,布料具備特殊奈米結構,由導熱帶與熱感高分子調控的連接構造組成,可以輻射熱及增加空氣對流的方式有效調節體溫;研究團隊也推出個人機器冷卻裝置(Robotic Personal Cooling Device),概念很簡單,就是一台小冷氣安裝在智慧機器人之上,自動跟著人到處跑,冷卻他的周遭。研究團隊希望能在未來將此一機器人的成本降至 60 美元。

史丹佛國際研究院(SRI International)則提出冷卻鞋的主意,認為可透過主動冷卻手腳來達到個人的溫度舒適,這款特殊鞋子名為 ReBOOT,外表看來就像一般的皮靴,不過內藏玄機,鞋底有水冷式裝置,再由小扇葉散熱至環境中,但用電量相當低,因此內建電池可供一整天 8 個小時工作使用不成問題,之後下班時再插電充電。而加上無線連線功能,可讓使用者能透過手機 App 來調整溫度。除了靴子以外,史丹佛國際研究院還打算研發水冷式的個人調溫運動鞋。

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▲ ReBOOT(Source:greentech media

柏克萊加大建築環境中心還認為,像調溫辦公椅這樣的產品,其實不只可以供個人調溫舒適,若能無線串連起來成為物聯網裝置,與建築物的中央管理系統連結,則每個辦公椅都將成為有如自動調溫器,可隨時回饋每個位置的溫度狀況,讓中央空調以最有效率的方式來控制總體溫度。

這些發明儘管有的可能看來滑稽可笑,或似乎不大實用,但體現了各研究單位的豐富想像力,最終或許不一定能真正上市,但許多概念可望傳承到其他發明與產品,最終仍能對人類的節能進展做出貢獻。

(首圖來源:greentech media) 

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