毛细管空调系统理论及其应用
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2.3 毛细管空调系统的工作原理

毛细管平面空调系统的工作原理基于仿生学原理。换言之,它是根据仿真原理模拟自然界植物利用叶脉和人体依靠皮下血管输送能量的形式设计的一种空调系统。关于毛细管系统的仿生学原理,虽然常被作为商业上的宣传内容而被提及,但相关分析均较为肤浅。事实上,纵观自然界中的动植物,他们经过上亿年的演化后都形成了各自的温度调节系统。特别是对于恒温动物来说,其体内的温度控制系统更是精确而复杂,是目前人类无法完全复制和使用的。但无论这些动植物的种类多么繁杂,他们在保持自身温度平衡的时候均体现出一条共有的原则:即“小温差、小流量、均匀度高与大换热面积相结合的换热模式”。这是自然演化的结果,而从科学的角度去解读,这正是减小换热过程中熵增的基本手段。

具体来说,由于水的比热是空气的近千倍,这就为减小传热温差和加快传热效果提供了可能。同时,毛细管系统被敷设在建筑物内表面上,使换热面积急剧增加,也为缩小传热温差提供了条件。正如人体在通过血液温度的改变来调节肌肉和器官的温度时,由于毛细血管遍布全身,从传热学的角度看正是放大了换热面积,从而保证了温度调节的平缓(对应于毛细管空调系统的“小温差”、“小流量”)和均匀(对应于毛细管空调系统的“接近恒温的高舒适度”)。图2.4给出了毛细管空调系统的工作原理。

图2.4 毛细管空调系统工作原理

事实上,无数的例子一再证明:只要向自然界学习,向人体自身学习,往往会达到节能或环保的目的,这也是Karo毛细管在诞生伊始所倡导的基本理念。