像大多數美國政府部門一樣，高級研究計劃局能源處（ARPA-E）各項目的意義都被牽強、無趣的首字母縮略詞掩蓋了，比如DELTA，即提供高能效局部溫控舒適設施（Delivering Efficient Local Thermal Amenities）。不過幸運的是，DELTA項目比聽起來要酷得多：這個項目的主要研究內容是如何將溫控從建筑層面轉到個人層面。

    空調問題比想象的更為迫切。全球中產階級的不斷增長意味著空調需求量的提高，尤其是在真正需要空調的地方，例如印度和印度尼西亞。加州大學伯克利分校哈斯商學院的研究人員們在說明氣候變化和收入增加的原因時發現，到21世紀末，全球安裝空調設備的家庭將從13%上升到70%以上。而所有這些空調將需要大量的電力資源。

    給幾乎完全無人居住的建筑物取暖和降溫浪費了太多的能源，ARPA-E的DELTA項目要解決的就是這個問題。當你打開暖氣或空調時，你正在利用大量的能源改變整棟建筑物內的溫度，而此時此刻你真正在意的只是你周圍的小氣候。如果有些人怕冷，有些人怕熱，那么就總有一部分人要受罪了。

    一個好得多的方法是開發高度本地化、可定制的溫控技術。如果建筑物里的人可以將自己的小氣候調整到各自的理想溫度，那又何必讓整個建筑升溫或降溫呢？下面就來看看ARPA-E年度能源創新峰會上介紹的3種不同的技術，這些技術將在未來兩年內實現從原型到商業化的發展。

    自動的個人空調裝置RoCo

  RoCo是一款“移動福音”機器人，它安裝在智能手機信號的移動底座上，充當加熱器和空調，可鎖定智能手機的信號，自動跟在你身邊送出暖風或冷風，使你保持舒適的溫度。智能噴嘴可將空氣吹向身體對冷熱變化最為敏感的部位。

    這款機器人還只是原型，但系統的核心——也是最難設計的部分——空調器已能夠正常運行。便攜式室內空調器由于余熱無處排放，往往效率極其低下。

RoCo利用大罐石蠟解決了這個問題。蠟熔化吸收多余的熱量，經過一夜的散熱再次固化。

    在蠟完全熔化之前，這款原型機可制冷約2小時，但馬里蘭大學帕克分校的發明者正在研究如何利用石墨改進相變材料，以提高其保溫能力。

根據工程師計算，如果在家使用RoCo而不是供暖設備或空調，能耗可下降6/7。在商業建筑中，使溫度略低或略高于舒適度并利用RoCo來彌補個體差異，最多可節省能源成本30%。

    預計（截至本文英文版成文時），前兩款RoCo原型機的功能完善將于4月前全部完成，并與通用電氣開展合作，定于2018年實現商業化。

   無線供電的溫控辦公椅  

    加州大學伯克利分校的研究焦點不是調節周圍的氣溫，而是通過辦公椅給身體加熱或降溫。椅子的靠背和坐墊有內置的加熱元件和小風扇，還有一些隔熱材料、一個電池和一個小的控制面板，可獨立調節制熱或制冷功能。全功率運轉時，這款調溫椅加熱只需14瓦，冷卻只需約4瓦。座椅中的傳感器可以檢測椅子上是否有人，確保沒人坐時不浪費能量。

    測試時，即使室溫高達30攝氏度，辦公椅使用者稱感覺仍像只有23攝氏度一樣，非常舒適。在一所大學辦公樓進行的16個月的測試中，這款調溫椅實現了高達60%的節能效果。

    個人舒適系統公司（Personal Comfort Systems）正在推出名為HyperChair的充電調溫椅，但到目前為止，對于用戶來說，最大的障礙就是必須記得插上電源充電。于是無線電源就派上用場了：使用共振磁場，能量可短距離有效傳輸，諸如從地墊到椅子下方的接收器。加州大學伯克利分校已與馬薩諸塞州沃特敦的WiTricity公司合作來解決這個問題。

ReBoot調溫鞋  

    人體有沒有某個部位降溫后能夠降低其余部位的體溫呢？其實是有的，就是腳掌。

    手掌和頭部的某些部分以及腳掌血管豐富，沒有毛發，是布滿血管的平滑組織，加利福尼亞州門洛帕克的斯坦福國際咨詢研究所（SRI International）將其稱為“人體散熱器”。斯坦福大學的實驗表明，腳部的主動加熱或降溫能使使用者的舒適溫度范圍擴大2至6攝氏度。

    腳部加溫研究早已開始，但為腳部降溫還是一項技術挑戰，因為整個系統需要與鞋融為一體。為了給自己多一點空間，SRI計劃從工作靴著手，這款工靴稱為ReBoot。

ReBoot內藏玄機，薄鞋墊中有冷水通道，冷水從腳掌的光滑組織吸收熱量，泵送到藏在鞋底的散熱器和風扇。電池和電子裝置也集成到鞋里。

SRI也在試驗一些未來派的增強功能，使ReBoot更小、更高效。例如，公司一直在研究振蕩電活性材料，通過像翅膀一樣拍打輸送空氣，以取代風扇。拍打可以比風扇旋轉傳遞更多空氣，更有效地進行降溫。SRI還與加州大學洛杉磯分校合作，利用電熱聚合物，通過鞋墊里的水吸入或排出熱量。聚合物具有半晶體結構。施加電場后，該聚合物的晶體排成一排，傳導熱量，為腳部降溫。電場關閉后，晶體變得無序，聚合物吸收熱量。SRI稱，這項技術的效率有可能比現有熱泵提高一個數量級。

    降溫機器人稱霸：RoCo可實現清涼降溫。其空調器和可操縱的風扇使周圍環境更加舒適。

作者：Evan Ackerman