2012年6月18日

自冷式大樓空調系統--一個竊取他人的點子

讓我們先給照片中這位艾蜜莉小姐拍拍手。

一方面是這位Emily Cummins為非洲國家發明了種不用插電的冰箱(就是圖片中,她靠著的那一個),大大改善了非洲民眾的生活。而她自己,也因為這個發明,打敗了10名非常傑出的科學家或發明者,贏得Oslo Business for Peace Honouree大獎。

另一方面,當然是因為伍迪要「剽竊」這個點子。要是再埋沒真正的發明者,那就太豬狗不如了!

艾蜜莉小姐發明的「冰箱」,是怎麼回事咧?請看下圖...

  1. 是外壁層,理論上材質不限。但是要鑽孔,可供水氣進出。
  2. 內壁層應該用導熱性好的材質(EX.金屬)保持密閉與乾燥。
  3. 內、外層間,填入吸水的材料。譬如:木屑、沙子或泥土,甚麼都沒有時,舊衣破布照理也行。然後,用水讓它保持在濕潤狀態。
  4. 讓這個裝置,暴露在外部溫度高的環境。隨著夾層裡水分的蒸發,會帶走內壁層的熱能,於是內部的溫度,可以維持在攝氏6度左右。
  5. 水分散失後,只要繼續補充,冰箱裏面的低溫狀態,就能一直保持。

這整個過程,就是在模仿動物分泌汗液以散熱的機制。如非有深刻的觀察能力,實在無法將其轉化為這樣一個傑出的發明。

更可貴的,她得了發明獎,但這個發明卻不是因為參賽或牟利而做的。

從任何角度看,這個構造簡潔的裝置,都可以商品化。但是艾蜜莉小姐卻是大方分享,教導需要的人用手邊的材料自製。讓肉、乳製品這類高營養,也特別容易因為高溫腐敗的食材,可以延長保存期限。從而對改善非洲地區,窮苦民眾的營養狀態做出貢獻。

我們運氣很好,不需要依靠這種方式保鮮食物。但是我們還是能試著站在聰明人的肩膀上,看看可以眺望到多遠的地方?

比方說,用同樣的原理,能不能幫幫忙,冷卻一下我們的大樓?

image

如果不嫌伍迪的美工低劣的話,應該可以看出這個結構跟「免電冰箱」是很相近的:

  1. 這部分是個貫通的空槽,用以冷卻裡面的空氣。
  2. 外壁的部分,用金屬,或其他不至於因為風吹日曬變質的材料。為了增加蒸散的效率,可以塗黑來吸收更多的環境熱量。
  3. 內外壁間,一樣是填充吸水性好的材料。伍迪自己覺得沙或土是比較好的選擇,因為這樣,上端地開口處,也許還能種些生命力強的植物做綠美化。
  4. 側面打上孔洞,增加蒸散的面積。當然,要用細的網目攔住,避免裡面填充的物質洩漏,但是又不能阻礙水分蒸發。
  5. 既然要保持中央填充物的濕潤,那就必然受地心引力影響產生積水。積水應該要保持不至於從側面洩漏,但是又可以讓毛細現象作用,持續讓上層濕潤。

圖中所示的是一個單位,實際上使用起來,要連結許多的單位。因為每個單位的重量,可以藉由調整填充材料改變。所以放在屋頂,也不用擔心建築物承重的問題。

image具體施作起來,可能是會得到從大樓頂端鳥瞰下來的示意圖:

連接幾個單位後,暖空氣由A端進入,經過冷卻後,由B這一端排出來。

可不可能排出攝氏6度的空氣?當然需要實驗(或者學有專精的人,只需計算就可得知)。

但是如果是要把B端冷空氣與大樓的中央空調接通,似乎也不需要這麼低的溫度,就能用這些幾乎不需能源的冷空氣,去降低空調的負載。

至於進氣端,為了讓大樓不致成為封閉空間。可以抽取頂樓的空氣。甚至在A端修建一個溫室,種植些能改善空氣品質的植物。進一步提高大樓內的空氣的含氧量。

即便是封閉式的使用,在有天井式設計的大樓。因為熱空氣上升,冷空氣下降的緣故,它也可以在只加水,不耗損(或耗損極少)能源的情況下,改善大樓裡面的對流。

image如果一定要強調冷房效果,在確認頂樓的安全承重後,其實還可以平行的建立幾組同樣的裝置。

附帶一提,用來濕潤填充材料的水打哪來咧?

基本上,應該可以從幾個地方取得:

  1. 雨水回收。
  2. 自大樓空調的冷卻水塔中取水。
  3. 回收中空槽中因為暖空氣冷卻,凝結出的水分。
  4. 如果可能,回收大樓的「灰水」。
  5. 自來水應視為最後一項考量。

理論上,如果可以在每個高樓大廈上頭,設置這樣的措施,應該能對節能減碳,做出相當的貢獻!

不過這只是理論,伍迪窮到無可立錐,談不上實驗。可行不可行,只好公布出來,留待有心人!

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