无需电力，省钱的空调

很多人喜欢夏天，但大多数人讨厌酷暑。因此，空调已成为夏季最受欢迎的电器之一。然而，空调消耗大量的电力，制造商一直在努力降低空调的能耗。

仔细观察你会发现，许多空调广告都关注低能耗。这很重要，因为节约能源不仅对环境可持续性至关重要，而且电器也需要省钱。

现在，如果我们说空调也可以在没有电的情况下运行，你会不会印象深刻？当然会！让我们认识一下斯坦福大学的Aaswath Raman和他的同事们，他们研制出了一种不需要电力就能冷却周围环境的空调。

但在我们真正讨论这个很棒的设备之前，让我们看看空调到底消耗多少电？

空调的能耗

目前，市面上有各种额定功率的空调型号。额定功率越高，节能效果越好。低额定功率的型号通常耗电量更大。用于住宅用途的普通空调的制冷量范围为5,500-14,000 BTU/小时。在夏季高温期间，专家建议购买更高额定功率的空调。

电费是根据用电量计算的，通常情况下，当能耗等于1千瓦时时，就消耗了1度电。以下是空调能耗的一个简单示例：

为了便于理解，假设10个100瓦的灯泡开启10小时，则消耗的电量为：10 X 100 W X 10 H = 10,000瓦时 = 10千瓦时 = 10度电。同样，一台2000瓦的空调如果每天运行约8小时，则消耗的电量为：2000瓦 x 8小时 = 16千瓦时 = 16度电。

这对普通家庭来说已经足够了。但在办公场所和大型建筑物中，耗电量要高得多。同时，节约用电的需求也更加迫切。

在美国的建筑物中，有15%的电力用于降温，Raman的冷却方法将在全球范围内大幅减少能源消耗。这也是为什么一种无需耗电即可自动运行的空调在许多方面都是好消息的原因。

Raman的设备采用了一种有趣的技术，称为辐射冷却。这与我们地球向太空散失热量的原理相同。该方法的主要特点是地球的大气层允许特定波段的热量通过辐射散发出去。这个波段是远红外波长，范围为8到13微米。任何能够反射该波长范围内环境热量和光的装置实际上都会将热量射回外太空。

通常认为辐射冷却在夜间效果最佳。但由于这是在用电低峰时段，我们需要一种能在白天工作的装置。Raman和他的团队一直在讨论这个问题，因为他们已经制造出了一种可在白天（能耗高峰期）工作的辐射冷却器。

Raman的辐射器被称为光子辐射冷却器。它由七层交替排列的二氧化硅和氧化铪层叠加在银制成的反射内层上。

这七层的厚度各不相同，精确范围在13到688纳米之间。纳米是空间测量的单位，等于10-9米，或十亿分之一米。精确的厚度和所有分层使得该材料能够反射约97%的照射在其上的阳光和热量。该设备还将处于大气层透明频率的红外光送回太空。

Raman已经在加利福尼亚州斯坦福大学的屋顶上测试了一种实验性冷却器，该设备运转良好。光子辐射冷却器成功地将温度保持在比环境气温低约9华氏度。这似乎是一个非常适中的温降，但优势在于它不需要任何电能。

Raman的冷却器尺寸和豆袋投掷板差不多大。因此，为了在实际条件下工作，该过程必须进行调整和修改才能应用于建筑物。此外，铪和银都相当昂贵；因此，我们可能需要一些其他的替代材料。

冷却器在放置在屋顶上并能清楚地看到天空时效果最佳，因此它可能无法完全取代目前正在使用的空调设备。此外，在夏季高温和气温高的地区，人们希望温度下降幅度大于9度。

Raman的设备可能并非在所有方面都完美无缺，但它已经证明，它肯定能够节省足够的家庭能源开支。这确实是个好消息，因为如果应用于全球范围，这种无需电力的冷却器的采用可能意味着节省数十亿美元的能源支出。

此外，由于它只需要放置在屋顶上以保护设施免受环境热量的影响，因此对我们的隐私也没有太大的侵犯。它也不会产生任何温室气体，这对环保人士来说是个好兆头。这一点尤其重要，因为温室气体会影响保护我们免受紫外线照射的臭氧层。

Raman的实验性空调是空调和能源效率领域的新篇章。但我们可能还需要等待一段时间才能获得适用于日常生活的实用型冷却器。但这并不意味着这项成就逊色。我们知道，有一种方法可以冷却我们的房屋和办公室，这种方法完全自然，不需要电力。这就是为什么Raman的冷却器真的很酷的原因。

Samual Sam

更新于：2020年1月21日

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