对一位以实验室为家的学者而言，也许科技成果的诞生，比业内的论资排辈要重要得多。当看到其科技成果推动行业发展时，成就感一定妙不可言。对此，北京工业大学环境与能源工程学院教授、环境能源研究所所长马重芳应当是深有体会的。
在北京工业大学东门，靠近操场的位置，有一座红色的小楼。操场上传出的欢声笑语，并未打扰在楼里的国家重点实验室中日复一日辛勤工作的学者。这座北工大传热与节能综合示范楼（简称“能源楼”）集最新热能研究成果应用于一身，武装了地源热泵技术、蓄热式电采暖技术、光导管技术等十余种先进的节能环保技术。但在马重芳眼中，这些都不算什么。他统领的实验室对空调行业作出的贡献，才让他深感作为一名学者对行业和社会的责任。
不遗余力推广热泵
关于热泵使用的合理性，在学术界、工程界中已经得到了认同。但就在几年前，学术界中却还存在严重的分歧。用马重芳的话来说，就是“我和别的学者为此吵了好几年。”当然，所谓的“吵”指的仅是学术的争论，学者间仍然互相尊敬。
建筑能源的使用，马重芳一直坚持一个原则：温度对口，梯级利用。具体说来就是，建筑能源的特点是：第一，建筑能耗的大部分都是低品位的能源，即指热能、冷能，而非机械能、做功，比如电灯、电梯是高品位能源，供热、供冷是低品位能源。
第二，建筑能耗范围非常狭窄。比如冷冻水，在十一二度，低温供热也就是十五六度，这很狭窄的温度范围跟自然能源的温度，也就是跟土壤的温度，跟地下水的温度、地表水的温度，甚至空气的温度都很接近，因此这决定了在建筑节能的过程中应该大量使用热泵，把温度提升起来，或者降低下去，适应要求。而能量并非无中生有，而是从土壤、从地下水、地表水，从周围介质甚至空气提取了热能冷能，再提升一下降低一下使用，所以大大节能。比如，烧一度电大概得到一度电的热冷，但是用热泵，那就是用一度电得到三度电的热能。
第三，正因为建筑所需求的热能、冷能与周围环境温度相近，所以完全没有必要烧煤、烧气、烧油，因为燃烧的结果是几百度的温度，然后把几百度温度降低到几十度再来使用，可以想象能耗非常高，而且会造成污染。因此，更重要还是梯级利用。比如天然气不要用来直接供暖，或者发电，再去做低品位应用，这是建筑节能的基本原理。
事实上，“温度对口、梯级利用”8个字，出自马重芳的老师，工程热物理学科的创始人吴仲华院士。早在上世纪80年代初，吴仲华就敏锐地意识到能源问题不久即将成为我国和世界各国发展的重大制约因素，必须认真对待并及早研究应对措施。
如今，20多年过去，这8个字开始成为业内共识时，每当马重芳引用老师的观点来解释建筑用能，在他身上似乎依然能见吴仲华老师对他治学的影响。
研发微型制冷系统
如果说体量再大的公共建筑，也有相应的空调系统满足其制冷和取暖的需求的话，与之相比，个人便携式空调的研究难度则大得多。
马重芳介绍，便携式空调是用于使在炎热环境中工作的人，尤其是必须身着防护服而阻碍了身体热量散发的工作人员冷却身体，因为高温会引起人缺氧和抗荷耐力降低、注意力分散、记忆力衰退等。“而随着微电子机械系统(MEMS) 的迅速发展，许多微细加工方法得到了发展和应用，使机械装置的微型化和轻量化成为可能。微型热泵正是基于传统热泵的工作原理,利用MEMS 微加工技术生产出热泵系统的各个部件,并将这些部件及其传感器、控制器、电源等集成在一个微小体积范围内的微型机械。”
“其实美国单兵研究中心以及Aspen公司均研制出了能够提供300W制冷量的微型压缩机，但他们所研制的微型压缩机主要用于军事目的,不会向市场出售，而且也不公开他们压缩机的结构和原理。因此我国必须走自主研发的道路。”
然而，要自主研发，却不得不面对几个技术难点，这就是马重芳联合署名撰写的论文《微型制冷系统在便携式空调中的应用》中提到的：(1)微型压缩机的制造技术。微型压缩机是关键部件，同时又是运动部件，它的性能是否可靠直接关系到整个系统的长时间运行。微型压缩机的研制涉及缸体型线、转子、阀片、机械密封等多个部件的设计制造技术。由于压缩机比较小，这些部件也相应微型化,这给设计制造提出了更高的要求。如何避免制冷剂泄漏也是需要进一步解决的技术难题。(2)蒸发器冷凝器的设计。在整个蒸汽压缩制冷系统中，蒸发器和冷凝器是系统重量减轻和体积减小的关键因素，如何提高蒸发器冷凝器的换热系数，减小这两个器件的体积和重量对于整个系统的缩小是关键。(3)寻求更高能量密度的供电电池或是用微型内燃机代替电机驱动压缩机运转，这样就能很大程度减轻动力源的重量。
最终，经过近5年的研制，第一代微型制冷系统———工大微冷-Ⅰ型于2005年底在北京工业大学环境与能源工程学院热科学重点实验室诞生。这一微型制冷系统压缩机采用旋转式压缩机，该制冷系统压缩机采用铸铁制造，重量为700g。微冷-Ⅰ型采用12V高能锂离子聚合物电池作为动力源,水路循环是由微型电动水泵驱动。微型制冷系统重量为2. 8kg,几何尺寸为270mm ×260mm ×120mm。而第二代压缩机采用铝合金制造，铝合金材质的压缩机在重量上更加轻巧。
催生空调清洗产业
马重芳的学科背景是传热学，但他却在空调行业中取得了丰硕的成果。尤其值得一提的是，他的努力，直接促使了一项国家标准的颁布以及一个新兴行业的诞生。
那是2003年5月23日的下午，马重芳带领重点实验室的相关人员，去了国家标准化研究中心，就制定“空调通风系统清洗规范”国家标准问题的具体事宜进行了商谈，并立即起草了制定标准的申请文件。那一年，由于SARS的肆虐，具有着非同寻常的涵义。5月正是疫情的高峰，大概人们最渴望的，是呆在家里。
事实上，早在几年前，马重芳就在实验室承担数万平方米空调工程任务时，注意到中央空调的管道里可能有死耗子和死蝙蝠，容易造成传染病的滋生。借着SARS的危机，5月21日，马重芳主动给国家标准化研究中心打了电话，希望能够尽快制定一部“空调通风系统清洗规范”国家标准。对此，他早做好了准备：“中国空调系统的清洗、消毒和技术改造不仅对抗击SARS具有重要意义，同时会造福于我国人民的身体健康，同时推动空调事业的发展。而我们已经研究了好几个国家的技术标准。”
仅仅过了3天，即5月26日，制定“空调通风系统清洗规范”国家标准的申请就得到了国家有关领导部门的批准，要求在抗击非典的严峻形势下，尽快完成该标准的制定。经过紧张的夜以继日的工作，在参照美国、日本、澳大利亚、新加坡、瑞典等国相关标准及文件的基础上，马重芳及相关研究人员与其他单位合作，在6月中旬就完成了该标准的初稿。6月30日，此项国家标准以GB19120－2003编号正式颁布。
数据显示，目前中国家用空调器的拥有量已达到3亿多台。需要清洗的空调占其中的60％一70％，空调清洗每年产值有三、四百万元，其中蕴含的市场潜力高达上千万元之巨。北京奥运会更成为空调清洗行业的一大利好。去年11月，北京市“2008环境建设指挥部办公室”对奥运比赛场馆、非竞赛场馆、奥运签约酒店等233家涉奥场所的集中空调清洗工作进行了部署，要求所有涉奥场所在今年5月底前完成集中空调的清洗工作，必须做到100％规范清洗，100％由卫生部门验收合格，粘贴合格标志，以保证奥运会的空气卫生安全。
除了空调清洗行业之外，研发物理方法消灭冷却塔中的军团菌以及发明空调除垢装置，都是马重芳及其团队对空调行业的贡献。
缔造单螺杆压缩机
目前，最令马重芳感到自豪的则是静立在能源楼里面的单螺杆压缩机。
众所周知，压缩机是热泵的心脏。而单螺杆压缩机和双螺杆压缩机相比较，前者比后者拥有更高的能效比、更长的寿命以及更低的噪音。然而，目前世界上只有一两家企业能制造出单螺杆压缩机，且型号很固定。但马重芳统领的实验室，却发动了单螺杆压缩机的革命。
在马重芳看来，虽然国内的空调企业众多，但大多为组装型企业。最核心的技术——压缩机的制造，却掌握在外国人手中。所以，市场利润就被国外企业所控制。
马重芳及其实验室成员却有信心与国外技术相抗衡。出自该实验室的微型单螺杆压缩机，最大直径仅为42毫米，重量仅为400克左右。而令他感到前景更为广阔的则是单螺杆压缩机还可做成单螺杆膨胀机，应用于余热发电。接下来，如何通过国际交流合作，使自主创新的成果产业化，则是马重芳看重的。
“科学技术是第一生产力”，科学家的付出与收获，则是对此最好的见证。
个人简介：
马重芳，男，汉族，1940年生，籍贯浙江省宁波市，研究领域为传热传质学，可再生能源与环境能源技术，燃料电池与微电子系统的热流体问题，建筑节能，室内空气质量与可持续建筑物。
1964年中国科学技术大学力学系毕业，随即入中科院力学所读研究生，1967年毕业后留所任研究实习员，助理研究员。1981年10月至1984年4月在美国依阿华州立大学做访问学者，以后十余年间，先后在日本九州大学，上智大学，俄国科学院热物理研究所，波兰华沙工业大学，美国杨百翰大学和卡内奇－梅隆大学等知名学府任访问教授和访问学者，合计逾五年之久。
1985年至今，在北京工业大学任职，1990年任教授，曾任热能工程系副主任，现任校学术委员会副主任，环境与能源工程学院院长。
自1984年以来，作为申请人已获得八项国家自然科学基金项目资助，并承担了“国家自然科学基金重点项目“质子交换膜燃料电池关键热物理问题”的首席科学家。同时，还承担了多项“973”项目，国家“十五”攻关项目的科研任务。已发表论文140余篇，其中用英文发表的70余篇。
1991年被国家教委及人事部授予“有突出贡献的留学归国人员奖状”。
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