鉗溫器不用電空調,將開創高鐵製冷技術新局面

1月22日,京哈高鐵北京至承德段正式開通運行,至此京哈高鐵實現全線貫通,“中國速度”的靚麗名片再次吸引世人的關注。

中國鐵路科技創新是龐雜的工程體系,集萃了各種新技術,包括高速智能、系統集成、輪軸驅動、制動控制、減震降噪等核心技術攻關。但是資料顯示,高鐵製冷技術卻仍然是百年老古董的傳統制冷,與高鐵整體技術創新水平不搭調,無疑是留在高鐵這塊璧玉上的瑕疵。鉗溫器團隊從《中國影像志》(《牽引變壓器給行駛中的高鐵列車“降溫”》)瞭解到李嘯高鐵團隊的不懈努力,但改進的仍然是傳統空調。由於傳統空調本身急需變革,它高耗電等天然痼疾必然給高鐵帶來負面影響,這就使得變革高鐵製冷技術的緊迫性絕不可被無視——問題是能夠變革嗎?讓我們先看看製冷新技術的進展吧。

鉗溫器製冷新技術的原理框架是“熱轉化”,突破了現有“熱交換”的傳統制冷技術,也突破了現有空調的逆卡諾循環原理框架。鉗溫器製冷技術2018年同時被授權發明專利和實用新型專利(專利號:ZL201710275353.6、專利號:ZL201720439289.6 ),專利名稱的“自源式鉗溫器”翻譯成生活語言,就是不用電空調。

鉗溫器製冷新技術的原理是自源式將熱轉化爲非熱能量的“熱轉化”實現降溫,傳統制冷則是外源式將熱量從低溫處傳遞到高溫處的“熱交換”。

例如製冷室內氣溫時鉗溫器突破了逆卡諾循環在封閉空間,通過“熱交換”實現製冷空氣的邏輯,而是以日曬下牆壁等固液體爲目標物,對其熱量以更快的速度熱電轉化掉,使牆壁的熱量入不敷出而減少,以使牆壁的溫度降低,並進一步降低室內空氣溫度的“熱轉化”製冷。 利用熱管的超導熱、相變材料(固-固、固-液)潛熱的巨大儲熱能力、以及熱電轉化部件的“快導出、多暫儲、轉化掉”,鉗溫器實現對目標物的鉗溫到人爲設定溫度。正是對基礎技術框架的突破,鉗溫器可以通俗地被理解爲“不用電空調”或者“發電空調”。從長遠看,鉗溫器可以極大改觀傳統制冷和空調對能源環境的負面影響——牆壁、室內空間如此,對高鐵也是一樣。與傳統空調相比,鉗溫器簡單、經濟,輕便,更加適合固體目標物,也更加適合高鐵製冷。

熱電轉化部件作爲關鍵部件有多種選擇。溫差發電作爲熱電轉化的成熟商品,因爲其工作環境對溫差的要求和很低的轉化效率,溫差發電成爲瓶頸使鉗溫器的應用受到侷限,當然,高鐵牽引變壓器是溫差理想的應用環境。目前,團隊知悉已有完善的方案來優化溫差發電。

由於鉗溫器的工作能量就是目標物中的太陽能、高鐵牽引變壓器中的廢熱等零散熱量,這種“隱形”於製冷目標物自身中的工作熱量容易被忽略,鉗溫器也容易被一些人誤解爲永動機——其實,專利局根本不受理永動機,而鉗溫器同時被兩個獨立審覈授予發明和實用新型專利,是漏網永動機的可能性非常小,容易被誤解爲永動機,恰恰表明鉗溫器具有巨大的潛在價值。

前期,我們團隊推廣鉗溫器新技術的普及性傳播贏得了一定的好評、迴應,例如民間科技愛好者、北京相對論聯誼會、特別是清華大學建築節能中心的石文星教授、北方工業大學李小堅教授的高度評價(李教授現在已經是鉗溫器團隊成員,他這樣評價鉗溫器,“這是一個很有創新意義的發明創造!如果大規模大批量地推廣應用,將產生巨大的節能減排效果!”、“ 這的確是一個對國家人民都有重大意義的創新,是一個值得努力爲之奮鬥的事情”)。

中國高鐵從“跟跑”到“領跑”的歷程,展現出了中國高鐵魅力,亮出了“中國速度”,給中國科技的迅猛發展做出了示範。鉗溫器不用電空調變革高鐵製冷技術,“中國溫度”搭上“中國速度”,在持續中國高鐵更好、更快“領跑”的同時,也能夠以此爲突破口,帶動整個傳統空調的技術突破,打造“中國溫度”的新名片。

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