不用空调，也能冬暖夏凉，像窑洞一样？

通俗解释

前天 22:38

未来的房子，不用空调，也能冬暖夏凉，像窑洞一样？

前几天，我在网上读到一个神奇的事：

2021年11月前后，联合国气候大会在苏格兰举办，当地有一家舞厅，老板为了迎接大会，拆掉所有空调，做了一个绿色大改造，改造完之后冬暖夏凉，根本不需要空调和暖气。

我心想这也太厉害了，又觉得不太现实，如果真这么靠谱，为什么没有四处推广？我们以后也能住上这样的房子吗？于是赶紧研究了半天，给大家分享一下。

通俗解释：热泵

1

不用电的空调

下面这张图，就是一个空调，一个不用电的空调（或者说是“不怎么用电”，也许需要一点点电，就可以达到非常好的空调效果）。

严格来说，它不叫空调，而叫热泵，底下连着一根U形管子，埋到地下，里面注满了可以吸收热量的液体。

夏天，屋里很热，地下很凉快，热泵里的液体就吸收热量，自动流到地下，把热量散发给大地（地下温度通常是恒温的），冷却的液体再回到屋子里，吸收热量，不停地循环，搬运热量。

就像这样：

冬天就反过来，屋子里很冷，室外更冷，但是地下很暖和，热泵里的液体就把地下的热量搬运到屋子里来。

由于这个“热泵”是跟做热量交换，所以叫“地源热泵”。

是不是感觉很厉害？

但是看着看着，我就发现一个BUG，为什么上面这两张图，管子里的液体会自动地逆时针流动的呢？

为什么不会出现下面这种情况：管子两头都吸收了热量，都往下面流动，然后撞在一起，“堵车”，停止流动？

没有想到，竟然让我在手机领域找到答案。

2

手机里的空调

我们知道，处理器很怕热，所以电脑和手机都需要散热，手机里因为塞不进电风扇，所以都是被动散热。

前不久，小米发布了一个自研的“环形冷泵”散热技术，简单来说，就是一个环形的空心金属片，里面放着某种液体，不停地循环流动，帮处理器“搬运”热量。

手机处理器散出来的热，被管子里的液体吸收，液体被加热变成蒸汽，流到另一侧，热量被空气吸收，蒸汽冷却凝结成液体，又流回到处理器的位置，不停地循环。

我意识到，这个技术和房子里的“热泵”本质原理很像。

手机处理器，就像是夏天很怕热的我们，手机就是一个房子，空气就相当于土壤，这个环形冷泵散热器，就相当于前面说的热泵。

那它是怎么控制让流体只往一个方向流动的呢？在小米的官方介绍里，提到一种叫“特斯拉阀”的结构。

特斯拉阀是一种管道，非常神奇，流体只能单向通过，反过来就走不动。

用特斯拉阀做的吸管，你只能从一头吸，另一头吸不上来。

它是怎么做到的呢？

放大一点，特斯拉阀长这样：

我们想象这是一条马路，流体是行驶的车流。从右到左，几乎畅通无阻，但是如果反过来呢？

反过来，它们会分流，然后“对撞”在一起，再分流，再对撞在一起，不断减缓速度，直至速度完全降为0。

这就是特斯拉阀之所以神奇的原因。

所以只要用特斯拉阀结构管子，就可以确保管子里的液体可以“听话”地往一个方向循环搬运“搬运”热量。

当然，特斯拉阀只是一种方法，还有别的方法，比如压缩机之类的，但特斯拉阀强在不费电啊。

对了，小米公关的同学可以给我结一下广告费，哈哈。

让我们继续说回房子的事情。

我就好奇：既然地源热泵这么厉害，那为什么没有见到谁用呢？

查了查资料才知道，实际上类似的技术现在正在大力推广，不是没人用，只是我孤陋寡闻而已。

3

使用地源热泵的大型建筑

下面这张图，是微软公司的一栋正在建的新大楼，位置在美国华盛顿，按照设计，建成之后，它可以减少50%以上的用电量，因为就不怎么依赖空调和暖气。

本质原理和上面说的差不多，建造之初，地下埋了很多热能罐（不知道是不是下图中的小山包），罐子一直连到底下850英尺（250米多一点）的地方，不停地和恒温的土地交换热量。

我就好奇，既然国外已经有这种建筑，那国内有没有呢？这些年不是一直在提倡节能减排么？

结果一搜，发现国内早就有了，而且大名鼎鼎的大兴机场就是这么干的。它也是目前国内最大的地源热泵的示范性建筑。

大兴机场的地源热泵每年的供热量相当于一万吨的煤，每年减少的二氧化碳排放量相当于140万棵树。

这张图是大兴机场的一部分地源热泵机组，看样子也是要用电的，但是只需要相对很少的电，就可以从地下交换到很高的能量。

4

未来的房子

任何一项新技术都是一开始给大型机构使用，再慢慢普及到老百姓，比如电脑，一开始是大型机，只有大公司和科研机构用得起，后来是小型机，再是手机，人手一台。

我觉得，这种不需要电的空调，未来一定会出现在普通人的家里，未来所有的房子都可以像窑洞一样冬暖夏凉。

在我老家的乡下，偶尔还能见到一种土房子，用黄泥和稻草做的，看起来很糙，我的爷爷辈和父辈就曾在这样的房子里生活，过冬就靠煤炉，夏天用蒲扇。

到我这一代，大部分房子都是红砖盖的房，过冬靠空调、电炉子。

在北方，就是烧炕、暖气和空调。

也许再过一代，人们就能住上冬暖夏凉的被动空调房，不再需要那么多电，也不需要烧暖气，就像住在窑洞里一样冬暖夏凉，

到那时，年轻的孩子们看到我们现在的房子，就像是我们看黄泥土房子一样。

他们会一脸鄙视地说：空调？暖气？这也太落后了吧！

就像我们现在看火炕和煤炉子一样。

End