马重芳教授：用高科技推动空调产业发展

    对一位以实验室为家的学者而言，也许科技成果的诞生，比业内的论资排辈要重要得多。当看到其科技成果推动行业发展时，成就感一定妙不可言。对此，北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨北京市传热与能源利用重点实验室主任马重芳教授应当是深有体会的。    

    在北京工业大学东门，靠近操场的位置，有一座五层的红色楼房。操场上传出的欢声笑语，并未打扰在楼里的国家重点实验室中日复一日辛勤工作的学者。这座北工大高科技能源楼（简称“能源楼”）集多项先进热能研究成果应用于一身，先后开发了燃料电池、涡流管能量分离技术、抑霜技术等十余种先进的节能环保技术。马重芳教授表示，这个实验室对空调行业作出的贡献，更让他深感作为一名学者对行业和社会的责任。

    不遗余力推广热泵

    关于热泵使用的合理性，在学术界、工程界中已经得到了认同。但就在几年前，学术界中却还存在很多分歧。马重芳教授认为,为了推广热泵的应用，需要从建筑节能的科学原理做起。

    建筑能源的使用，马重芳教授一直坚持着“温度对口，梯级利用”这一科学用能的基本原则。具体说来就是，建筑能源的特点是：第一，建筑能耗的大部分都是低品位的能源，即指热能、冷能，而非机械能或电能。比如电灯、电梯是高品位能源，供热、供冷是低品位能源。

    第二，建筑能耗范围非常狭窄。比如冷冻水，在七至十二度，低温供热也就是三十多度，这很狭窄的温度范围跟自然能源的温度，也就是跟土壤、地下水、地表水的温度，甚至空气的温度都很接近，这就是“温度对口”。因此这决定了在建筑节能的过程中应该大量使用热泵，把温度提升起来，或者降低下去，以适应建筑用能的要求。而能量并非无中生有，而是从土壤、地下水、地表水、周围介质甚至空气中提取热能冷能，再提升一下降低一下使用，所以大大节能。比如，使用一度电大概得到一度电的热能，热泵的使用则可使我们用一度电得到相当三度电的热能。

    第三，正因为建筑所需求的热能、冷能与周围环境温度相近，所以完全没有必要烧煤、烧气、烧油，因为燃烧的结果是几百度的温度，然后把几百度温度降低到几十度再来使用，可以想象能耗非常高，而且会造成污染。因此，应当实现能量的梯级利用。比如天然气不要用来直接供暖，而应当是先发电，再去做低品位应用，这是建筑节能的基本原理。

    事实上，“温度对口、梯级利用”8个字，出自我国工程热物理学科的创始人吴仲华院士。早在上世纪80年代初，吴仲华院士就敏锐地意识到能源问题不久即将成为我国和世界各国发展的重大制约因素，必须认真对待并及早研究应对措施。

    如今，20多年过去，这8个字开始成为业内共识时，每当马重芳教授引用此观点来解释建筑用能时，在他身上似乎依然能见到包括吴仲华老师在内的我国优秀的前辈学者对他治学的影响。    

    研发微型制冷系统   

    如果说体量再大的公共建筑，也有相应的空调系统满足其制冷和取暖的需求的话，与之相比，个人便携式空调的研究难度则大得多。

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