將空調的余熱轉化為電能

隨著全球氣候變暖，人們對於空調的使用也必然會增加，但空調也會危害到環境，因為向空調機組供電需要能源，而且空調冷卻過程中也會向周圍環境釋放熱量。為實現節能的冷氣供應，信興教育及慈善基金教授（能源及環境）梁國熙教授正在研發一項新技術，旨在有效地將空調系統的余熱轉化為有用的電能。

 

梁教授亦是城大能量研發能源研究中心主任，他表示：“空調通常是城市中最大的耗能設備，而由於全球呈城市化的發展趨勢，能源需求將會持續增長。空調機組系統通過熱能和風能的形式產生了大量的浪費能源，使能源資源無法得到有效利用。”

將廢熱回收成電能並不是什麼新鮮事。但梁教授解釋說，通常使用的有機朗肯循環（ORC）技術只能在200°C或以上的溫度下工作，因此不能應用於通常為50°C至80°C的空調系統產生的余熱。此外，空調系統常常會產生污垢，降低室內空氣質量，從而間接增加能耗。

利用低溫余熱回收能源

因此，梁教授正在研發新一代空調系統，回收低溫余熱中的熱能，並轉化為電力供空調機組使用，或用作照明或供能給其他電器。

新系統融合了熱科學和納米技術，即熱納米技術（TNT），以實現高能效和清潔空氣供應。模擬和實驗結果表明，采用TNT可提升空調系統的性能系數，降低近20%的能耗。

梁教授表示，TNT涉及多項關鍵技術，例如：

i) 超低溫集成有機朗肯循環（ORC）ORC的熱力學完全可應用於回收低溫余熱來產生動能。通過將ORC集成到傳統的空調系統循環中，這種全新的制冷循環可實現系統的整體能源效率最大化。

ii)直接熱充電電池 一種由氧化石墨烯基電極制成的熱電化學電容器，可以以電的形式儲存熱能，具有將低溫熱轉化為電能的特點。

iii) 余熱回收吸附冷卻系統 針對改進後的吸附冷卻系統，研究人員研發了新型金屬-有機框架（MOF）吸附劑材料。該系統用於回收空調系統排出的熱量，以獲得額外的冷卻效果。

iv) 納米結構雙親表明熱交換器 一種由超疏水基板和親水位點組成的納米結構雙親水表面。當水蒸氣冷卻並凝結到雙親水性表面時，會產生跳躍的液滴，從而增強熱傳遞。該技術應用於改善低溫余熱回收。

v) 前後掠式葉片式垂直軸風力機 對於風冷凝汽器、冷卻塔和排風機來說，高速離開機組的空氣是一種能源浪費。垂直軸風力機有專門設計的前後掠式葉片，可有效地捕捉高速離開機組的風，並利用它來發電。

 

這五種技術既可單獨應用，也可以綜合應用，發揮協同效應。梁教授和他的團隊正致力於使實際效率達到理論設定的最大效率值。

梁教授表示：“除了能提高能源效益外，這種設計也能減少溫室氣體排放並減少廢熱排放。該項目預期的革命性技術突破不僅可助力實現可持續性發展，還有望在全球帶來更多新的商機。”

 

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