遠紅外線塗料提升熱傳性能分析與節能應用研究

許多研究者提出遠紅外線材料(FIRMs)利用其共振效應在醫療與工業的應用成果。然而大多數的研究尚未明確地分析出提升性能的機制而導致遠紅外線的相關功效受到質疑。本計畫的目的是驗證遠紅外線材料共振機制與共振機制對於熱傳性能提升的影響。故提出「遠紅外線材料共振機制分析與驗證」、「遠紅外線材料提升熱水加熱器性能研究」以及「遠紅外線材料提升家用空調機性能研究」3大研究方向分3年進行整體性的研究。第一年研究結果發現遠紅外線塗料(FIRCs) 的三種性能實驗結果並無一致的趨勢，依據排序法列出的三種候選的FIRMs依序是MWCNTs、AFIRC以及TiO2。然而在遠紅外線發射率最高二者則分別是MWCNTs與TiO2。第二年將第一年選出較高的五種FIRMs與基礎塗料(Base)進一步以高階FTIR進行發射率量測，發現發射率依序為TiO2、MWCNTs、ZnO、ZrO2、Base、SiO2，最後選擇TiO2、MWCNTs以及Base作為熱水加熱器的FIRCs進行熱水加熱器性能研究。研究結果顯示TiO2與MWCNTs-FIRC均可提升熱水加熱器加熱效率，綜合各項性能指標判定TiO2具有最佳提升熱水加熱器性能的效果。第三年將TiO2和MWCNTs-FIRC塗在衝孔鋁板（PAP）上，然後安裝在分離式空調（SAC）的回風側去測試對於SAC性能的影響。研究結果顯示MWCNTs-FIRC最能提升SAC的冷氣能力與效率。在SAC中安裝帶有MWCNTs-FIRC的PAP可以分別將冷氣能力（Qe）、除濕能力（We）和能源效率比值（EER）提高4.41％，34.50％和6.84％。除了FIR的能量能促進通過蒸發器氣流擾動外，氣流流過PAP孔洞所產生的擾動也是提高SAC性能和效率的重要因素。本計畫的應用研究結果顯示FIRCs確實可以用來提升熱水加熱器與空調機的性能與效率以達到節能減碳的目的。