热成像拍摄下的夏天屋顶温度,以及屋顶隔热测试,与水蒸发降温,城市热岛效应

Summer roof temperature under thermal imaging, as well as roof insulation testing, with water evaporative cooling, urban heat island effect.

因为我自己的小型机房发展的规模已经比较大了,目前的地方制约日后的发展。同时我一直都想追求一个安逸清静的生活环境。所以前段时间,我我几乎跑遍了我们当地的大街小巷,寻找一个符合自己需求的发展和生活空间,一方面要适合自己住,另一方面还要适合日后机房发展和建设。

最终,一番努力之后,我找到了一个两层楼的独家小院。不仅租金便宜,而且也比较适合机房发展用途。唯一的缺点是这个房子比较老旧,大概是两千年修建的。在夏季炎炎的夏日阳光暴晒之下,二楼温度非常高。屋顶上没有任何的隔热措施,甚至连屋顶防水都没有做。所以我就在纠结租下后,是单纯做屋顶防水,还是搭建彩钢瓦起到隔热同时又能防水的效果。

考虑着我自己管理着一个小型机房,需要一个热成像设备帮助我检查设备温度,比如空调的制冷状况,设备是否过热,散热是否正常等。所以最终我购买了自己很久之前就想要的热成像仪,一方面是为了测试夏季屋顶在太阳暴晒下的温度,以及做一些简单的隔热测试,看哪种方案效果最好。同时也是用于日后观察电气设备、制冷系统、环境温度用途。

通过热成像仪的观察,我发现搭建彩钢瓦方法隔热效果比较好,又能起到兼顾防水的作用,同时屋顶不需要再单独铺设防水工程了。另外我很早就知道水蒸发能够降温,所以在这次测试的时候,我在几张测试隔热用的石棉瓦下边洒了一些水,观察到确实起到了降温效果。

太阳直射下的建筑物表面温度高达40多度,这也让我联想到了为什么会存在城市热岛效应。而搭起来了一个瓦片后,瓦片下面没洒水的话温度有30多度,如果在瓦片下面洒水,水蒸发的时候还能再带走一些温度,大概能降低到30度甚至20多度。

顺便值得一提的是我还用热成像仪观察植物丛的温度,我发现有植物遮盖的地方,温度比普遍比较低,在夏季大概只有不到30度。这一方面是植物遮挡了阳光直射地表,另一方面是土壤含有水分,水蒸发的时候能降低温度。

通过上述的简单测试,我决定给屋顶做彩钢瓦工程,来起到兼顾夏季隔热降温,又能起到屋顶防水的作用。虽然要花不少钱。但是一举两得。

目前我已经租用了那栋楼房,正在进行内外的简单装修。过不了多久,我就能够住上一个独立庭院的独家小院了。

半导体制冷片与压缩机制冷的技术、性能和应用领域差异

Semiconductor refrigeration VS Compressor refrigeration

半导体制冷是一种比较新颖的制冷制热技术。原理很简单,利用PN结构成的矩阵,通电后两面电子量不同从而形成两面温差。
半导体制冷片形状是多种多样的,可以是圆形、小颗粒、也可以是豌豆大小,也可以是三角形等等。在高科技领域、仪器设备领域应用比较广泛。比如激光器冷却。饮水机冷水。

压缩机,则是一种很久之前就有的产物。压缩机的原理也很简单,利用自身结构特性源源不断地为输出端产生压力,而又可以源源不断地从输入端输入源物质,大多数压缩机都是针对气体的(因为气体容易被压缩而液体不容易被压缩)。
空调、冰箱压缩机是依靠冷媒制冷,冷媒在常温下就是气体。这种类型最常见的。压缩机本身只是造成压力的设备,是一个完整制冷制热设备的一部分。

【半导体制冷片与压缩机的制冷和制热原理】
半导体制冷片制冷制热特性:
(百度百科)半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。N型材料有多余的电子,有负温差电势。P型材料电子不足,有正温差电势;当电子从P型穿过结点至N型时,结点的温度降低,其能量必然增加,而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反,当电子从N型流至P型材料时,结点的温度就会升高。

压缩机制冷或制热取决于冷媒特性:
【制热】当冷媒被压缩,密度增大,开始变化成接近液态,同时压力密度升高导致温度增加(可以视为制热)。
【制冷】被压缩的冷媒,通过一个小口或细小的管道喷出,由于喷出后,压力恢复平常。此时此刻的冷媒由于自身特性,开始蒸发(冷媒在常温是气态)。蒸发过程中,冷媒会吸收热量(可以视为制冷)。
而压力降低并吸收热量后的冷媒,则继续从管道一端进入压缩机输入口,继续被压缩。往复运用。

【半导体制冷片与压缩机功率差异和能效比】
制冷片:
制冷片常见功率从30W~100多W不等。这个功率一般可以视为制冷功率。
而制热功率往往大于标称功率。因为制热的时候,还要算上室温影响和热积累的因素。所以制热功率总是大于制冷功率。

压缩机:
压缩机按用途区分,一般冰箱、冰柜、饮水机,这类属于小功率压缩机,功率从30W~400W都有。而空调、窗机、柜机、中央空调这一类的属于大功率压缩机,功率从500W~10kW都有。
压缩机的实际效率还要看冷媒类型和压缩机结构而划分。有些高技术压缩机,制冷功率COP甚至大于2。一般的压缩机制冷功率COP均在0.8~1.3之间。
而压缩机的制热功率,在没有电热辅助的状态下,和输入功率基本持平。

总结【半导体制冷片与压缩机适用领域】
半导体制冷片:
半导体制冷片体积小,冷热面温差大。所以适用于小空间、设备、仪器的加热或降温。家用领域可以做制冰机、暖风机、冷热饮水机、迷你冰箱等等。
不适合作为空气温度调节装置,因为自身冷和热集中在两面,面积太小。无法达到空间制冷或制热。而且,自身功耗比较大,受环境影响较大。

压缩机:
压缩机只是一个完整的制冷制热设备的一个组件之一。另外还需要冷凝器、蒸发器、冷媒、气液分离器、粗细铜、铝管道(用于组件之间连接)。所以对一般家庭用户而言,成本略微高昂。
但压缩机制冷制热初衷就是为了为环境、空间带来制冷和制热效果。所以特别适合大面积、大空间的加热或降温。而且当环境温度达到预期后,压缩机可以间歇停机或变频工作,达到节约电能的目的。

【半导体制冷片与压缩机各自优缺点】
制冷片优点:体积小、两面的温差大、且温度集中在两面,适合仪器、设备加热或降温。还可以利用温差发电。
制冷片缺点:功耗比较大,受环境温度影响比较大。

小功率压缩机优点:适合小空间内的温度调节、制冷与制热。效率高。部分压缩机采用环保氟利昂。
小功率压缩机缺点:部分压缩机没有采用环保氟利昂会破坏臭氧层。重量较重,40W的压缩机重量都6、7公斤。体积比较大和人的大脑差不多大小。需要依赖冷媒、冷凝器蒸发器等其他组件。维护比较复杂。无法人人都能掌握和运用。

大功率压缩机优点:能效比高,制冷COP一般大于1.5甚至达到2。适合大空间制冷与制热。采用长寿命优化的结构,寿命长。大都采用环保氟利昂。
大功率压缩机缺点:重量极重,一般都是25公斤以上。功率越大越重。价格昂贵。使用和维护不当会造成寿命缩减。