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室内取暖:微波炉的新用途
添加时间:2021-06-30 浏览次数: 58
清洁能源已经提上日程,在英国有一家公司正在研究使用微波炉原理提供室内供暖。这一方法效率很高,但所需要的基础设施尚不完善,还会涉及到额外的费用,比如重新购买供暖设备和更新地板。



降低碳排放量是一项艰巨的任务。燃煤和燃气发电厂必须换成风能,太阳能或核能发电厂。汽油驱动的汽车必须替换为电动版本。较少有人注意取暖问题。但是在英国这样的寒冷国家,比起发电或运输,家庭和办公室取暖等消耗的化石燃料要更多。



所涉及的燃料通常是天然气。它在中央锅炉中燃烧,以加热流向建筑物其他地方散热器的水。英国政府想改变这一点。从2025年起,新建房屋将禁止使用燃气锅炉。到2030年代中期,也将禁止在现有房屋中安装新的燃气锅炉。



问题是什么将取代它们。与发电(可再生能源已被证明很受欢迎)或汽车(由电池驱动的汽车迅速增加)不同,绿色供暖市场是任何人都可以竞争的。通常的加热设备(假设所提供的任何电力都是使用适当的无碳方式产生的)包括电浸入式加热器,热泵(与冰箱反向工作的设备,它们从建筑物的周围环境中吸收热量,然后将其泵入建筑物中),并燃烧氢气而不是天然气。不过,一家名为Heat Wayv的英国小公司的工程师认为,他们还有另一个竞争者:微波炉。



其原理与微波炉相同。许多分子(包括水)是电偶极的。这意味着它们的一端带有正电荷,而另一端带有负电荷。因此,它们将旋转以使其自身与强电磁场对齐。如果该场在振荡,就像电磁辐射(例如微波)一样,那么分子本身也会在振荡-碰撞并撞击相邻分子,从而产生热量。



Heat Wayv的创始人之一菲尔·史蒂文斯(Phil Stevens)说,建造微波锅炉不仅仅是简单地重新使用烤箱的零件。大多数微波炉都使用磁控管,这种磁控管是通过将阴极精心设计在阳极周围围绕而构建的,该阳极旨在产生特定频率的电磁辐射。在一个大型芯片制造商的帮助下,Heat Wayv提出了一种固态设备,该设备可以执行相同的工作,但可以安装在10平方厘米的硅芯片上。



这些设备的阵列将微波辐射到锅炉中的水中,将其加热。载水的管道也由对微波敏感的材料制成,滞后的绝缘材料也是如此。换热器回收残留的废热。史蒂文斯先生说,结果是一台效率约96%的锅炉。现有最好的燃气锅炉很少会超过90%。



效率很重要,因为远离天然气可能意味着更高的取暖费用。化石燃料产生的电必然比燃料本身更昂贵。目前,在英国,产生同样能量所需电力的成本要比天然气高出3倍以上。转向可再生能源的变化不会太大。尽管所涉及的“燃料”(风或日光)是免费的,但其他成本通常高于常规电站。根据法律转换为天然气后,客户肯定会关注成本。



Heat Wayv辩称,其技术比竞争对手的方法更具优势。浸入式加热器必须连续运行以在适当的温度下输水。这经常会使从未使用过的水变暖。相比之下,与现有的燃气锅炉一样,微波加热水的速度足够快,仅在需要时才提供水。



热泵也有缺点。在最需要的寒冷季节,它们的效率会急剧下降。它们也很笨重。而且它们产生的水是温暖的而不是高温的水,通常需要翻新较大的散热器或加热地板。



同时,氢气必须从天然气中提取,或者必须通过流过水的电流来产生。这两个过程本质上都是效率低下的,而前者很难做到绿色环保。同样,还没有(而且可能永远不会)存在生产和输送大量氢气所需的基础设施。



Heat Wayv希望在2024年之前生产微波锅炉,以期在政府禁令的第一阶段实现。史蒂文斯先生说,这个主意引起了英国大多数大型房屋建筑商的兴趣。也许不久之后,微波就可以加热人们的水以及食物。 ■

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