近日，香港科技大學(廣州)可持續(xù)能源與環(huán)境學域的周躍寬老師團隊等提出一種無需調節(jié)空氣便可實現制冷的新型純輻射個性化制冷設備。傳統對流空調是通過處理“中間媒介”空氣來進行溫濕度調控，而本項研究通過冷源與人體的直接輻射換熱達到溫度調控，省去了由于空氣溫濕度調節(jié)造成的巨大能耗。該設備使用半導體制冷模塊產生低至-20℃不結露不結霜的超低溫冷面，并利用聚乙烯薄膜防結露技術及紅外高發(fā)射率粗糙聚氯乙烯薄膜，實現了一種完全基于紅外熱輻射的制冷模式。該文于2024年9月3日以“A pure radiant cooling device for ‘‘air conditioning’’ without conditioning air”為題發(fā)表在Cell Press細胞出版社旗下期刊Cell Reports Physical Science上。論文通訊作者為周躍寬;論文第一作者為鄭昕堯在讀博士生，李思逸博士和李金波所長共同參與和貢獻，通訊單位為香港科技大學(廣州)，合作單位為廣東美的制冷設備有限公司。

研究亮點：

一種用于個性化熱管理的純輻射制冷裝置;

一臺基于半導體制冷和聚乙烯薄膜的概念驗證原型機;

在輻射冷量密度(RCED)上實現了重大突破，達到了220 W/m2;

在夏季的典型建筑環(huán)境中，節(jié)能率可達50.4%。

研究介紹：

傳統對流式空調自問世以來就一直伴隨著一系列嚴重問題，例如：(1)開放空間中效率低下;(2)流行性病毒(如新冠，非典病毒)傳播的潛在途徑;(3)強烈的吹風感及運行噪聲導致的不舒適性。與之相對，輻射空調通過紅外熱輻射直接將冷量從輻射板輸送給人體，這一過程不依賴空氣作為制冷媒介，有效減少了用于處理空氣的能量消耗，并減輕了吹風感和運行噪音。此外，輻射空調無需建筑密閉，可降低空氣源病毒傳播風險。因此，輻射空調被認為是一個解決傳統空調系統弊病的可靠方案。然而，由于缺乏有效的防結露措施和產生足夠低溫的輻射冷表面的技術，現有的輻射空調輻射冷量不足，仍然高度依賴對流來實現制冷，無法發(fā)揮輻射制冷的優(yōu)勢。

(關鍵字：制冷)