
随着热浪席卷全球,2027年有望成为有记录以来最热的一年。极端高温加剧健康风险,革新可持续制冷技术已刻不容缓。
目前,空调和电风扇约占全球建筑用电量的20%,贡献了3%至4%的温室气体排放。随着家庭、办公及教育场所制冷需求激增,预计到2050年,全球在役空调数量将达55亿台。
解决方案并非单一的“魔法”,而是多种新兴技术的组合。从追踪人体运动的雷达传感器,到紧凑型热泵及安全的气候友好型制冷剂,下一代空调正致力于在不加剧全球变暖的前提下提供清凉。
“智能空调”兴起
早在1994年,三菱电机便率先在空调中引入运动和存在感应传感器,并于2010年代中期升级为红外3D传感。到了2026年,人工智能驱动的空调已能以毫米级精度追踪室内人员位置。
各大制造商纷纷推出智能定向空调产品。三星于3月发布Bespoke AI系统,戴森在6月为Purifier Cool风扇增加Find+Follow功能。9月的IFA展会上,海信、追觅(Dreo)和美的等中国企业也展示了最新技术阵容。
LG最新的DualCool AI空调配备5米雷达传感器,可检测人员并基于日常运动模式定向送风。海信的Companion Living AC则利用智能家居传感器数据,识别用户习惯并预冷“目标路径”。例如,若用户常半夜去厨房,空调可提前冷却该区域。
这些实时制冷功能旨在提升舒适度,同时通过精确定位人员直吹冷气来降低能耗。斯德哥尔摩皇家理工学院能源技术高级教授Björn Palm指出,这确实具有减少总能耗的潜力,但具体节能幅度尚不明确。
戴森Purifier Cool使用低分辨率摄像头生成匿名“火柴人”坐标,所有处理均在设备端完成,不留存面部数据。戴森环境关怀工程师Alex Hudson表示,该设备能判断人的姿态、移动方向,甚至映射手臂和肩膀。它可在最多六人之间进行350度摆动送风;若检测到房间无人一小时且无重大污染,设备将切换至低功耗自动模式。
三星Bespoke AI WindFree Pro新增运动雷达,可追踪两名住户。“AI Direct Wind”跟随用户直吹以快速降温,“AI Indirect Wind”则在不直吹面部的情况下冷却周围区域。三星称,开启AI节能模式可实现高达30%的节能。此外,Galaxy Watch或Galaxy Ring可向空调发送入睡信号,触发柔和的Windfree Cooling模式整晚运行。
美的将于2027年初上市的VitaBreeze空调,结合用户照片与毫米波雷达实现个性化制冷。用户通过App上传房间图片,空调据此与雷达数据构建3D虚拟网格。其“跟随我”功能可精确定位用户并调整导风板。美的欧洲家用空调产品战略负责人Manuel Seethaler表示,相比传统机型,该技术在制冷模式下可节省超过30%的能源。
尽管2024年售出的平均空调能效比2014年同类型号高出约20%,但国际能源署(IEA)预测,到2035年制冷需求将增长1,600太瓦时,相当于日本和韩国电力总和。近距离传感技术带来的节能效果可能是边际性的。
旧金山Gradient公司创始人兼CTO Vincent Romanin表示,虽然定向空调若设计得当能提升性能,但在已大幅降低能耗的建筑中,进一步通过存在感应传感器挖掘节能空间的效果有限,且他个人未见过运作良好的此类产品。
紧凑型窗式空调与热泵
Björn Palm认为,要在2050年实现可持续家庭制冷,需推动三大变革:普及适用于各种户型的廉价紧凑型热泵;减少有毒天然制冷剂的使用;采用低充注量设计以确保安全。
热泵兼具高效制热和制冷能力。制热时,制冷剂吸收外部热量变为气体,经压缩升温后冷凝放热,再通过膨胀阀冷却回液体。制冷时,换向阀切换方向,将热量从室内排至室外。
关键在于推动租房者和小户型居民转换设备。Palm指出,国内市场需要适合公寓安装、噪音低且体积小的热泵,同时必须降低成本。
Gradient的产品主要面向制热,但也提供更高效的制冷功能,能耗比标准窗式空调少三分之一。其自助安装特性让租客能收回窗户空间,享受更低账单和更安静的运行体验。
然而,仅解决外形尺寸问题不够。Palm提出的另一标准是用丙烷(R290)等天然替代品取代有毒合成制冷剂,如博世9月推出的Climate 6000iP。这带来了严峻的工程挑战:虽然天然制冷剂全球变暖潜能值低,但其易燃性要求复杂的无火花重新设计和低充注量系统,美国监管机构和供应链对此仍持谨慎态度。估计每年仅制冷剂泄漏就导致7.2亿吨二氧化碳当量排放。
Palm表示,2050年的可持续制冷并不光鲜。家庭制冷技术的未来,不取决于能追踪用户吃夜宵的智能功能,而取决于压缩机内部那些不显眼、看不见的机械革新。