全球供暖、通风和空调市场
2012年,全球供暖、通风和空调(HVAC)市场规模将超过700亿美元。全球设备需求将以每年5.8%的速度增长。亚太地区将超越世界其他地区,其中中国和印度将引领增长,这主要得益于生活水平的提高。制冷设备的投资将超过供暖系统的投资。随着消费者逐渐习惯于汽车空调带来的舒适感,他们也将越来越期望在家中享受空调带来的便利。市场保持稳定,七大供应商占据了超过五分之四的总销售额。.
节能和环境保护是该行业的两大主题。该行业曾依赖会破坏臭氧层的氟氯烃制冷剂。为了用更环保的化学物质替代氟氯烃,业内人士通力合作。近年来,二氧化碳已成为汽车空调和高压热水器(HPWH)中最有可能的替代制冷剂。高压热水器二氧化碳标准是几年前制定的,主要由包括大金、日立、东芝和松下在内的九家日本公司合作完成。.
虽然二氧化碳也是一种温室气体,但业内人士认为,与发电厂和车辆的排放量相比,暖通空调系统排放的二氧化碳量微乎其微。然而,主要的缺点是二氧化碳系统必须在传统设备五倍的压力下运行。这带来了一系列新的技术挑战,并增加了能源消耗。为了实现高效率、低噪音、低振动和高内压,需要使用由更昂贵合金制成的更厚重的管道,从而增加了对特种金属的需求。.
创新
下一波创新浪潮似乎是将互联网与暖通空调(HVAC)控制系统相融合。传统的恒温器与互联网通信标准和基于网络的控制系统相结合,扩展了智能建筑的概念,使其能够利用实时数据为设施和住宅提供分析、决策和控制工具,而这些功能此前仅限于工业应用。智能控制系统能够监控和优化能源消耗,发送通知和报告,旨在降低系统整个生命周期的总拥有成本,如今已成为暖通空调市场不可或缺的一部分。.
暖通空调领域最根本的理念转变在于,通过设计一种基于黑色墙体的供暖和制冷系统,可以彻底取代传统的压缩机和空气泵,这种系统适用于商业和住宅建筑。朝南的建筑结构裸露着一面黑色墙体,墙体与一块由水平空气颗粒(包括高导热铝箔)构成的透明聚碳酸酯板之间留有空气间隙。室外空气从左侧进入,向右流动,直至到达垂直竖井,上升后将暖空气释放到大厅。.
这种用于空气加热的黑色墙体利用物理定律,无需任何移动部件即可运行,其设计本身就无需压缩机、气泵或任何机械装置即可提供舒适的供暖系统。要实现这一点,建筑必须由经验丰富的建筑师设计,他们拥有相应的工具,能够根据室外温度、湿度水平和理想室内温度范围的历史数据,计算出合适的墙体尺寸和所需的空气流量。同样的原理也适用于夏季。然而,此时车库需要的是制冷而不是供暖。因此,现在产生速度更快的热空气会通过热交换器,并利用与制冷相同的原理(即去除热空气以产生冷空气)转化为冷空气。由于冷空气在顶部产生,它会下沉并轻松地分布到整个车库。.
该设计结构简单,维护成本极低(只需偶尔清洁窗户)。由于没有活动部件,金属部件不会磨损或摩擦,因此系统维护需求更少,且不消耗能源。热交换过程中能量损失极小。事实上,这套供暖制冷系统甚至有可能在运行过程中发电。而且,初始投资也极少。
首笔现金流
附录中所示的黑色墙体自1995年投入使用以来,一直由瑞典北部于默奥地区的福特经销商Per Carstedt委托建造。Per Carstedt在节能建筑设计方面拥有丰富的经验。该墙体是GreenZone的一部分,GreenZone由Anders Nyquist设计,他曾在欧洲、亚洲、非洲和拉丁美洲建造过众多节能节水建筑。GreenZone内包含一个小型工业集群,该集群由一个加油站(挪威国家石油公司)、一家快餐店(麦当劳)和一家福特经销店组成,其卓越的运营表现广受投资者和租户的好评。因此,计划于2013年建造第二个采用最新技术的更先进的GreenZone。.
安德斯·尼奎斯特的设计项目超越了爱德华·莫尔斯最初开发并获得专利的建筑理念,该理念在20世纪60年代由法国工程师费利克斯·特龙贝和建筑师雅克·米歇尔进行了完善。虽然系统大同小异,但安德斯在设计中融入了热交换器,并在夏季入口处巧妙运用黑白配色,以营造理想的供暖和制冷效果。.
机会
许多人不辞辛劳,驱车三小时从斯德哥尔摩向北而来,只为亲眼目睹这座设计奇迹的运作。这种利用热量的简单方法并非像通常朝南的墙体那样阻挡热量,而是根据气候需求将其转化为可用于制冷或供暖的热能。经过深入分析,这家日本汽车制造商决定委托安德斯·尼奎斯特(Anders Nyquist)设计其未来的斯堪的纳维亚办事处和经销店,并坚持将这些原则作为标准。这位建筑师不仅能够以更低的投资和运营成本展现其卓越的性能,还能证明其适用于不同的文化和气候环境,包括日本——他曾在日本北部仙台市翻新过大和住宅大楼——这些都让丰田确信他是该项目的最佳人选。.
由于福特和丰田的推广,“黑色墙体冷暖系统”预计将越来越受欢迎。该设计其实非常简单,只需极少的物理学知识,特别是气流学知识,即可实现暖通空调系统的标准化,从而节省资金,并以更低的成本为所有使用者提供更高的舒适度。虽然这种设计无法直接应用于汽车、卡车和火车的空调系统,但它可以通过应用“以无替代有”的理念(正如蓝色经济所倡导的那样),对商业、住宅和工业建筑进行彻底改造。.

位于瑞典于默奥的福特经销店的黑色墙壁,由安德斯·尼奎斯特设计。.
照片由 Anders Nyquist 提供。.

