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父子二人自制 無電空調 成本不足百元

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記者好奇心實驗發現這個“空調”原理是“蒸發吸熱”只需六七十元,能降温還能加濕

物理教師説“無電空調”若能加裝其他設備 實現自動上水等功能,效果會更好

眼下雖已立秋,但西安的暑熱還沒退盡。西安市民小王説,入夏以來,他和家人常會打開空調,但隨之而來的電費讓他有些吃不消。有什麼辦法可以降温還省錢?

父子二人自制 無電空調  成本不足百元

近日,市民張自治告訴記者,自己和正在上大學的兒子張愷共同發明了一種設備——“無電空調”,用自來水就可以給室內降温,並增加空氣濕度。記者“好奇心”帶你一起看看這種“無電空調”到底怎樣降温的。

實驗時間:2014年8月15日上午11時

實驗地點:西安市民張自治家中及樓道

實驗工具:電子温度計、濕度計

室外温度:32℃

父子二人自制 無電空調  成本不足百元 第2張

8月15日上午,記者來到市民張自治家中,還沒進到屋裏,就看到兩個掛滿布的架子擺放在他家的樓道內。這一大一小兩個架子外表被廣告紙包裹住,上面還有兩隻“吊瓶”,正在向架子上的布慢慢注水。張自治説,這就是他和兒子共同製作的“無電空調”,裏面用的是8條吸水性較好的無紡布,通過“吊瓶”慢慢向內滲水,水分蒸發後吸熱,使周圍温度降低。張自治説,氣温越高,“無電空調”的效果就越明顯,7月下旬西安天氣最熱的時候,經温度計檢測,“無電空調”底部的温度比周圍要低七八攝氏度。除了能降低周圍温度之外,“無電空調”還有加濕空氣的效果。

實驗一

室內降温2℃濕度增加7%

在張自治家中10平方米的密閉房間內,室內温度為27℃,濕度為32%。在“無電空調”滴水10分鐘後,室內温度降至25℃,濕度變為39%。

父子二人自制 無電空調  成本不足百元 第3張

實驗二

“無電空調”底部温度降6℃

濕度增加5%

在張自治家樓道內,温度為26℃,濕度為35%。在“無電空調”滴水10分鐘後,“無電空調”底部温度為20℃(由於樓道開放,對整體温度影響不大)。“無電空調”底部濕度為40%。

父子二人自制 無電空調  成本不足百元 第4張

揭祕“無電空調”原理

張自治的兒子張愷介紹,他和父親共同製作的這台“無電空調”實際上叫做自然蒸發節能環保加濕器,主要是利用“蒸發吸熱”原理,讓水分通過蒸發,使室內濕度增加,温度降低。

張愷説,“無電空調”由儲水器、水流調節器、蒸發器(無紡布)、廢水收集器、蒸發器支架幾部分組成。使用時先將頂部的儲水器注滿水,然後打開水流調節器,讓水慢慢滲入無紡布中。水順着無紡佈下滲,使水的面積增加,加快蒸發速度,多餘的水分最終進入廢水收集器。

“因為條件簡陋,我們現在用的都是替代品。”張愷説,比如“儲水器”是廢舊的飲料瓶;水流調節器是輸液時控制速度的塑料管;蒸發器在使用了幾種不同材料試驗後,最終鎖定為吸水性較好的無紡布;而廢水收集器僅是墊在地上的一層塑料紙。

張愷説,“無電空調”的原理很簡單,即是“蒸發吸熱”。而提高液體蒸發速度的條件有三個:一是提升温度,二是加快附近的空氣流動;三是擴大蒸發面積。“從這三個基本條件來看,温度越高,它的效率就越高;在室外空氣流通的地方使用,效果會明顯好於室內;我們在裏面設計了8條垂直於地面的無紡布,每條之間距離3-5釐米,儘可能擴大蒸發的面積。”張愷説,蒸發過後,“無電空調”裏的濕冷空氣會下沉,通過底部排出。經過長期測試,一台“無電空調”每3小時會消耗約2升的水,如果要保持24小時“運轉”,一天之內,2升左右的飲料瓶要換8次水。

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展望:將改進設計便於攜帶

張自治介紹,自己是一名初中歷史老師,兒子正在讀大學一年級,學的是電子信息專業,倆人和物理專業均不沾邊。但兒子想法多,自己又愛動手,2014年寒假期間,張愷突然提出了自制加濕器的想法,父子兩人一拍即合,開始動手準備了。沒想到在實驗期間,他們又發現加濕器還有降温的作用,因此就把它做成了“無電空調”。

“實驗過程中,我們在滲水材料上選擇過硬紙板、塑料布、海綿等,最終鎖定為透氣性和吸水性較高的無紡布。”張自治説,無紡布上面的引流材料,他們試過雙面膠、膠管、毛線等材料,最終選定為濕巾。

父子二人自制 無電空調  成本不足百元 第6張

“無電空調”的主要成本為金屬支架和無紡布,起初張自治和兒子製作了一個高約1.6米的“無電空調”,支架花費約60元,無紡布10元,總計70元。隨後覺得體積太大,又製作了一個較小的、高約1.2米的小“無電空調”,花費在60元左右。

張自治表示,基於“無電空調”原理,它比較適合在室外露營時使用。“夏天外出露營,在帳篷附近使用,效果也應該不錯。”張自治説,由於條件限制,目前“無電空調”只能用金屬支架,因此增加了成本和重量。目前父子二人還在對這個設備進行改善中,他們將會嘗試使用塑料支架,並加入摺疊功能,便於攜帶。

西安電子科技大學附屬中學物理教師王剛明説,“無電空調”原理很簡單——即利用“水蒸發吸收熱量”這一物理現象,即水在重力的作用下,從上往下流,在無紡布表面形成水膜。當流動的空氣穿過無紡布時,水膜中的水會吸收空氣中的熱量,從而達到降温的目的。

王剛明説,張氏父子製作的“無電空調”確實能起到降温加濕的作用,節能環保,但也有一些侷限。“如果能加裝其他設備,增大風速,同時實現自動上水等功能,效果肯定會更好。”