在极端高温中，初创公司正在开发新的热泵和冷却技术-彭博社

一块广告牌显示亚利桑那州凤凰城在7月18日创纪录的热浪中达到118华氏度

摄影师：Patrick T. Fallon/AFP/Getty Images

7月将成为有记录以来最热的月份，本周超过一半的美国地区发布了高温警报和咨询。

随着气候危机在未来几年进一步升温，保持人们凉爽的需求变得前所未有的迫切，尤其是在不排放更多温室气体的情况下。 热泵受到了很多关注，但许多新兴的气候科技初创公司正在开发下一波技术，这些技术将使我们保持凉爽，而不会破坏地球或过度使用电网。这是一个三重挑战，行业专家一致认为不能用一刀切的解决方案来解决。

BloombergGreen日本增加救援人员，1月1日地震死亡人数升至64人日本地震造成至少48人死亡，寻找幸存者拯救巴拿马运河将需要数年时间并耗资数十亿美元，如果可能的话¿Podrán un lago y nubes artificiales salvar al canal de Panamá?空调使用约占美国电力供应的6％，运行空调所需的制冷剂具有二氧化碳的全球变暖潜力的2000倍。热泵——提供更高效、低碳冷却的设备——被吹捧为一种解决方案，由于成本下降和《通货膨胀减少法案》中的税收抵免，热泵正变得越来越受欢迎。但目前市场上的版本单独使用还不足以保持电网稳定、减少排放并使人们保持凉爽。初创公司已经在研发下一代冷却技术，可以填补这些空白。

先进冷却系统试图通过尝试使家庭的冷却需求更具响应性来提升今天的热泵和空调的性能。随着电网日益不稳定和紧张，这一点变得越来越重要。

Breakthrough Energy Ventures（BEV）投资委员会的业务主管Carmichael Roberts指出，BEV支持的Blue Frontier就是一个致力于解决这个问题的初创公司的例子。

传统空调通过一个冷凝器将室内热量传递到室外，冷却房屋，通过一个冷凝器释放收集的热量。压缩机在蒸发器和冷凝器之间移动制冷剂，这是一种传递热量的流体。这家位于佛罗里达的初创公司正在设计一种智能冷却和储能系统，除了其他功能外，还用盐溶液或液态干燥剂替代制冷剂。这种液态干燥剂保存在一个能提供约四小时冷却的储能罐中，使得屋顶安装的设备即使在停电时也能运行。

“公用事业公司可以控制您的电力消耗，使其对他们最有利，建筑用户控制恒温器，它们不必相互匹配，”首席执行官兼联合创始人丹尼尔·贝茨说。

将湿度与热量混合——这是美国东部许多地方面临的问题——增加了保持凉爽的挑战。随着空气温度的升高，空气所能容纳的水分量也会增加，使人体更难以自我冷却。

贝茨表示，传统空调在湿度控制方面效率低下。蓝色前沿的液态脱湿技术不仅可以帮助其单位储存能量。他说，它还可以直接从空气中去除湿度，从而更有效地冷却房间，并根据实验室数据和现场试验，将能源消耗降低50%至90%。

贝茨表示，该公司目前正在进行现场试验，预计将于2025年开始销售单位，首先针对商业建筑。另一家先进的暖通空调初创公司MIMiC Systems设计了一种固态供暖和制冷系统，该系统使用固体材料传递热能，因此不需要像传统空调中的压缩机那样的运动部件。首席执行官兼联合创始人贝拉尔多·马塔卢奇表示，该设置完全模块化，这意味着它可以更好地响应空间中个人的不同温度需求。他还表示，这完全消除了对制冷剂的需求。

灵活性是能源效率难题的另一部分。大多数美国家庭拥有带有风管的中央空调系统，这些系统可以在整个空间内均匀地加热和冷却房屋，而不考虑人们所在的位置和房间温度的差异。

另一家初创公司Flair销售一种智能通风口，可以将空气从房屋的一部分重定向到另一部分，有效地避免浪费能源并过度冷却一个房间以使另一个房间达到可接受的温度。据首席执行官兼联合创始人丹尼尔·迈尔斯称，顾客告诉公司，通过安装该系统，他们已经节省了多达30%的电费。该公司的设备已安装在3万个家庭中。

对于使用无风管分体式系统的家庭，这种系统在美国以外的HVAC系统中占据主导地位，Flair销售一种智能恒温器，顾客可以通过应用程序随时控制温度。迈尔斯表示，这可以使这些智能恒温器连接的HVAC单位整合到电网中，并参与负荷灵活性计划。

迈尔斯称公司的“北极星”是完全可变HVAC系统，无论是在提供舒适度方面还是对电网需求的响应方面。随着电网在日益炎热的条件下承受压力，这可能变得越来越重要。

“说到底，一个普通的热泵在高峰需求期间使用的电量可能比中央空调少很多，” Azolla Ventures的普通合伙人艾米·杜福尔说。“智能热泵是提高电网韧性的一个非常好的方法。”

Azolla支持的窗口热泵初创公司Gradient是试图做到这一点的公司之一。其装置可以连接到互联网，以便参与需求响应计划。这些自愿的节能计划已经在加利福尼亚和德克萨斯等州使用。在极端高温可能导致能源需求激增的关键时刻，这些计划有助于减轻电网负荷。

Gradient首席执行官Vincent Romanin表示，所有热泵系统都应该能够相互通信，与其他家用电器交流，并了解高峰需求水平，以便在太阳能过剩时预先冷却房屋，并平滑高峰。他补充说：“建筑物没有感觉，但人有。”智能暖通空调设计需要关注舒适度。他说，在极端高温中让人们保持凉爽不仅仅是降低空气温度，还要考虑人类舒适度的所有方面，包括辐射温度、空气流动和湿度。

尽管今年夏天的高温异常，气候变化将会导致未来几十年出现更加极端的情况。今天的热泵可以解决一些在明天气候中保持凉爽的挑战，但下一代技术将需要确保在不加剧气候危机的情况下提供舒适度。