近日，香港科技大學(廣州)可持續能源與環境學域的周躍寬老師團隊等提出一種無需調節空氣便可實現制冷的新型純輻射個性化制冷設備。傳統對流空調是通過處理“中間媒介”空氣來進行溫濕度調控，而本項研究通過冷源與人體的直接輻射換熱達到溫度調控，省去了由于空氣溫濕度調節造成的巨大能耗。該設備使用半導體制冷模塊產生低至-20℃不結露不結霜的超低溫冷面，并利用聚乙烯薄膜防結露技術及紅外高發射率粗糙聚氯乙烯薄膜，實現了一種完全基于紅外熱輻射的制冷模式。該文于2024年9月3日以“A pure radiant cooling device for ‘‘air conditioning’’ without conditioning air”為題發表在Cell Press細胞出版社旗下期刊Cell Reports Physical Science上。論文通訊作者為周躍寬;論文第一作者為鄭昕堯在讀博士生，李思逸博士和李金波所長共同參與和貢獻，通訊單位為香港科技大學(廣州)，合作單位為廣東美的制冷設備有限公司。

研究亮點：

一種用于個性化熱管理的純輻射制冷裝置;

一臺基于半導體制冷和聚乙烯薄膜的概念驗證原型機;

在輻射冷量密度(RCED)上實現了重大突破，達到了220 W/m2;

在夏季的典型建筑環境中，節能率可達50.4%。

研究介紹：

傳統對流式空調自問世以來就一直伴隨著一系列嚴重問題，例如：(1)開放空間中效率低下;(2)流行性病毒(如新冠，非典病毒)傳播的潛在途徑;(3)強烈的吹風感及運行噪聲導致的不舒適性。與之相對，輻射空調通過紅外熱輻射直接將冷量從輻射板輸送給人體，這一過程不依賴空氣作為制冷媒介，有效減少了用于處理空氣的能量消耗，并減輕了吹風感和運行噪音。此外，輻射空調無需建筑密閉，可降低空氣源病毒傳播風險。因此，輻射空調被認為是一個解決傳統空調系統弊病的可靠方案。然而，由于缺乏有效的防結露措施和產生足夠低溫的輻射冷表面的技術，現有的輻射空調輻射冷量不足，仍然高度依賴對流來實現制冷，無法發揮輻射制冷的優勢。

(關鍵字：制冷)