气候变化:制冷剂有何隐忧?有何技术应对酷热天气?

气候变迁使保持凉快更具挑战性

从长远来看，一些科学家正着眼于完全不依赖液态冷媒的制冷设备。

能源非牟利组织RMI的建筑与土地使用项目负责人林赛·拉斯穆森（Lindsay Rasmussen）称这些为“革命性技术”。

其中一大类是固态制冷技术，它以固体材料为核心，透过额外的外力（如压力、电压、磁力或机械应力）引发温度变化。

拉斯穆森指出，固态制冷装置远胜渐进式改良，因为“它们不仅能消除高污染冷媒，还能提升系统效率。”

RMI已识别出10至20间新创公司，正在开发早期版本的固态制冷设备。

其中一间是德国初创公司“玛格诺热姆”（Magnotherm），该公司采用磁力技术。某些材料暴露在磁场下会产生温度变化。

“玛格诺热姆”联合创办人暨执行长提穆尔·西尔曼（Timur Sirman）表示：“我们的技术本质上是安全的，因为它不具毒性，使用金属，且在极低压下运作。”

磁热制冷（magnetocaloric cooling）的概念已有多年历史，但将其商业化相对仍属新兴发展。目前“玛格诺热姆”已手工制作约40台饮品制冷机及5台冰箱。

西尔曼表示，永久磁铁是技术中最昂贵的一部分，他强调：“磁铁不会损坏，因此这项成本较高的元件可重复使用。”

该公司正探索替代磁场来源，并优化材料，目标是大幅提升制冷效能。

西尔曼指出，若将传统制冷剂泄漏等效率与健康问题纳入考量，“玛格诺热姆”的产品在价格上具竞争力。“我们的目标客群并非只看初期成本的消费者。”

他坦言，目前公司的制冷机售价偏高，他们的客户主要是新技术的早期采用者。

Phonic制冷系统用于在没有冷媒的情况下冷却食物

另一项正在开发中的技术是热电制冷（thermoelectric cooling，热电冷却）。

这项技术透过电流，将热量从装置的一侧转移至另一侧，热流方向与电流一致，达到降温效果。

美国新创公司“声子”（Phononic）是热电制冷领域的代表之一，并在泰国设有制造基地。

该公司已有数百万台冷却装置投入使用，应用范围涵盖资料中心、超市及其他建筑设施。

“声子”公司的制冷装置结构类似电脑晶片，利用半导体材料进行热传导。

“我们的晶片非常薄、非常小，但制冷效果惊人。它们只需消耗少量电力，但威力非常强大，”“声子”公司执行长东尼·阿提（Tony Atti）表示。

他指出，传统冰箱需全天候运行才能维持最佳效能，但热电装置则可随意开关，有助于降低成本、能源消耗与空间需求。

“我们的理念是：在需要的地方，随时提供制冷，”阿提说。

另一项优势是热电制冷几乎无声运作。“因为它完全没有移动零件，”拉斯穆森补充说。“热的转移有赖于材料本身的反应。”

相较之下，传统的蒸气压缩制冷系统包含泵浦、冷凝器与膨胀阀等零件，这些都是噪音的主要来源。

另一种固态制冷技术是弹热制冷（elastocaloric cooling，弹性热冷却），透过对弹热材料施加机械压力来产生温度变化，材料在受力时会升温或降温。

目前，来自四个欧洲国家的研究团队正合作开发“SMACool”——一款使用特定金属合金管制成的弹热式空调。