隨著繽紛盛夏如約而至,空調(diào)又忙碌了起來。空調(diào)是如何“制冷”的?如何讓空調(diào)高效運(yùn)行?如何尋找空調(diào)舒適與節(jié)能的平衡點(diǎn)?以下知識(shí)將助你玩轉(zhuǎn)空調(diào)。
都說“熱在三伏”,那種熱、黏、悶的感受簡(jiǎn)直就是一種煎熬。入伏之后,地表每天吸收的熱量要比散發(fā)的熱量多,因此會(huì)有一天比一天熱的感覺。同時(shí),盛夏雨水較多,導(dǎo)致空氣濕度增大。水的熱容量要比空氣大得多,這是伏天悶熱的一個(gè)重要原因。
有時(shí)候,天氣預(yù)報(bào)的溫度并不是很高,然而我們卻感到非常悶熱,這是濕度在其中搗的“鬼”!一般來說,氣象部門預(yù)報(bào)的溫度是排除了各種干擾之后的空氣溫度,即自然狀態(tài)下的空氣溫度。而我們所感受到的溫度,則是通過皮膚與外界環(huán)境接觸時(shí)感受到的體感溫度,容易受到溫度、濕度、風(fēng)速和太陽(yáng)輻射等因素的影響。
為什么高濕度會(huì)影響人們的舒適體驗(yàn)?zāi)??有人把酷暑難耐比喻為“ 桑拿天”,說的就是空氣濕度過高。在這樣的空氣環(huán)境中,由于空氣中的水蒸氣已接近飽和,因此基本上沒有能力再去吸收汗水蒸發(fā)的水蒸氣了。這樣就會(huì)使汗水持續(xù)積聚在皮膚上,造成人體溫度不斷上升,讓人感到暑熱難熬。
研究表明,當(dāng)空氣的相對(duì)濕度為 50%~ 60%時(shí),人體感覺最為舒適。當(dāng)濕度過大時(shí),人體中的松果激素量也較大,使得體內(nèi)甲狀腺素及腎上腺素的濃度相對(duì)降低,因此就會(huì)感到無精打采、萎靡不振。
空調(diào)也叫空氣調(diào)節(jié)器,其基本功能就是降溫、除濕,從而為人們創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境。
大多數(shù)人大部分時(shí)間都是在室內(nèi)度過的,因此室內(nèi)的空氣質(zhì)量會(huì)直接影響人們的舒適體驗(yàn)。我國(guó)制定的《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)室內(nèi)空氣質(zhì)量有詳細(xì)和嚴(yán)格的要求,主要分為物理性指標(biāo)、化學(xué)性指標(biāo)、生物性指標(biāo)和放射性指標(biāo)。
單就物理性指標(biāo)來講,主要包括溫度、相對(duì)濕度、空氣流速和新風(fēng)量。就夏季而言,房間溫度標(biāo)準(zhǔn)值為 22℃~ 28℃,相對(duì)濕度宜控制在 40% ~ 80%,風(fēng)速應(yīng)小于或等于 0.3 米每秒。
溫度 作為表征物體含熱多少的物理量,溫度對(duì)人體的舒適度具有極大的影響。人體所具有的體溫調(diào)節(jié)功能,是通過產(chǎn)熱與散熱來維持的。當(dāng)溫度高于體溫時(shí),通過輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流方式進(jìn)行的散熱就會(huì)停止。此時(shí),蒸發(fā)成為皮膚散熱的唯一方式。
濕度 我們周圍的空氣可以認(rèn)為是含有水蒸氣的濕空氣,而空氣濕度表示的就是空氣的干濕程度。我們常說的相對(duì)濕度,指的是在一定溫度和大氣壓力條件下 , 濕空氣的絕對(duì)濕度與相同條件下的飽和值之比,用百分比來表示。因此,相對(duì)濕度反映了濕空氣中所含水蒸氣分量接近飽和的程度。
空氣流速 空氣流速直接影響人體的對(duì)流散熱和水分蒸發(fā)散熱的效率,因此會(huì)影響人體的舒適度。在偏熱的室內(nèi)環(huán)境中,適當(dāng)提高空氣的流速可以增加舒適度;而在偏冷的室內(nèi)環(huán)境中,提高空氣的流速就會(huì)讓人感覺不舒服。調(diào)節(jié)空氣流速的方法除了空調(diào)回風(fēng)和通風(fēng)換氣之外,還可以通過風(fēng)扇來調(diào)節(jié)。
新風(fēng)量 在密閉的空間內(nèi),空氣中原本就存在著許多有害的氣體、微粒和微生物,它們很容易隨著人體的呼吸而進(jìn)入氣管、肺部等器官,并對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。采用通風(fēng)換氣等方式來保證空氣中的新風(fēng)比例,對(duì)于保持室內(nèi)空氣的清潔度至關(guān)重要。
空調(diào)分為舒適性空調(diào)和工藝性空調(diào)兩大類。前者主要是為滿足人體舒適性要求而進(jìn)行的空氣調(diào)節(jié),后者主要是為滿足生產(chǎn)或其他過程的工藝性要求而進(jìn)行的空氣調(diào)節(jié)。對(duì)于舒適性空調(diào)來說,空氣調(diào)節(jié)的含義除了上述的溫度和濕度之外,還包括空氣清潔度和氣流分布等。
那么,如何確??諝馇鍧嵍群透纳剖覂?nèi)氣流分布呢?確??諝馇鍧嵍?,貴在通風(fēng)換氣。擇時(shí)開窗換氣,可以預(yù)防“空調(diào)綜合征”。所謂“空調(diào)綜合征”,指的是人們長(zhǎng)時(shí)間在空調(diào)環(huán)境下生活而出現(xiàn)的一系列空調(diào)不適應(yīng)癥,如鼻塞、頭昏、打噴嚏、耳鳴、乏力、記憶力減退等,有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)一些皮膚過敏癥狀。致病因素包括低溫刺激、負(fù)離子缺乏、空氣不新鮮、溫度驟變等。至于室內(nèi)的氣流分布,則主要由送風(fēng)口的類型和布置以及風(fēng)速等因素來決定。合理的房間氣流組織是與合理選用適合房間的射流方式、送風(fēng)口的類型和布置以及回風(fēng)口的布置等因素密切相關(guān)的。作為空調(diào)房間中最為常用的一種氣流組織方式,側(cè)向送風(fēng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置方便等優(yōu)點(diǎn)。
一提到空調(diào),人們自然就會(huì)聯(lián)想到“制冷”。我們都知道,電流具有熱效應(yīng),但不具有冷效應(yīng)。也就是說,電流是不能直接制冷的。那么,空調(diào)房?jī)?nèi)的“冷”來自哪里?原來,空調(diào)的冷量并不是由電能轉(zhuǎn)化而來的,而是基于熱泵技術(shù)搬運(yùn)“熱”而實(shí)現(xiàn)的。熱泵技術(shù)是近些年來備受關(guān)注的新能源技術(shù)之一,具有極其廣泛的應(yīng)用。那么,什么是熱泵呢?簡(jiǎn)單來說,熱泵是一種把低位熱源的熱能“搬運(yùn)”到高位熱源的技術(shù)裝置。
熱泵型空調(diào)的基本元件包括壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流裝置等。這四者都是連通的,其內(nèi)充有制冷劑。制冷劑的作用可比喻為空調(diào)制冷循環(huán)的“搬運(yùn)工”。制冷劑通常是以液態(tài)、氣態(tài)和氣液混合物3 種形態(tài)存在的。在這 3 種狀態(tài)互相轉(zhuǎn)化(即汽化和液化)的過程中,制冷劑會(huì)不斷地吸收和散發(fā)熱量,從而引起室內(nèi)環(huán)境溫度的變化。這就是制冷劑“搬運(yùn)”熱量的過程。
對(duì)于熱泵型空調(diào)來說,一般輸入 1000瓦的電能,能夠輸出 3000 多瓦的冷量。因此,節(jié)能是熱泵型空調(diào)的一大優(yōu)勢(shì)之一。你也許不解,為什么輸入 1000 瓦的電能卻能輸出 3000 多瓦的冷量?原來,熱泵型空調(diào)的制冷量與壓縮機(jī)的電功消耗并不存在守恒的關(guān)系。也就是說,熱泵型空調(diào)的制冷量并不是由消耗在壓縮機(jī)上的電功率轉(zhuǎn)化而來的。
當(dāng)然了,如果沒有電能的參與,熱泵型空調(diào)的制冷系統(tǒng)也是不能工作的。電能通過壓縮機(jī)的工作被轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,機(jī)械能又進(jìn)而改變了制冷劑的狀態(tài)。說到底,電能只是啟動(dòng)了熱泵“ 搬運(yùn)” 熱量的功能。因此,熱泵本身不產(chǎn)熱,只是熱的“搬運(yùn)工”。
對(duì)于分體式熱泵空調(diào)來說,在夏天制冷時(shí)以室外機(jī)為冷凝器、室內(nèi)機(jī)為蒸發(fā)器,在運(yùn)行時(shí)把室內(nèi)的熱量“搬運(yùn)”到室外而使室內(nèi)變“冷”;而在冬季制熱時(shí)則以室內(nèi)機(jī)為冷凝器、室外機(jī)為蒸發(fā)器,這樣就把室外的熱量“搬運(yùn)”到室內(nèi)而使室內(nèi)變“熱”。不過,在制熱模式下,空調(diào)通常配有輔助電加熱功能。
為什么分體式熱泵空調(diào)在制冷的同時(shí)還要排水呢?原來,空氣對(duì)水蒸氣的包容能力是隨著氣溫的變化而變化的,氣溫越高,空氣可以容納的水蒸氣就越多。在一定的溫度條件下,當(dāng)空氣不能再容納更多的水蒸氣時(shí),就會(huì)變成飽和空氣。
空調(diào)在制冷的過程中,當(dāng)室內(nèi)的空氣從蒸發(fā)器中吹過時(shí)就會(huì)變成冷風(fēng)。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到露點(diǎn)溫度(空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r(shí)的溫度)以下時(shí),空氣中的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)成水滴,并順著排水管流出來,這就是我們所說的“空調(diào)排水”現(xiàn)象。
一般來說,夏天梅雨季節(jié)空氣濕度非常大,做好室內(nèi)的降溫除濕具有十分重要的意義。空調(diào)的除濕方式主要有制冷除濕和恒溫除濕兩種。制冷除濕也叫作制冷過程除濕,即潮濕的空氣通過空調(diào)的蒸發(fā)器后,溫度會(huì)大幅度下降,空氣濕度也會(huì)同時(shí)降低。恒溫除濕又叫作獨(dú)立除濕,即在非制冷模式下也能夠除濕。
提高空調(diào)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率,首先應(yīng)選擇節(jié)能型空調(diào)產(chǎn)品。按照我國(guó)的規(guī)定,空調(diào)產(chǎn)品的能耗指標(biāo)分為 5 個(gè)等級(jí),能效等級(jí)越低(如 1 級(jí)),其能效就越高,節(jié)能效果也就越好。
通常,在空調(diào)表面貼有一張長(zhǎng)方形的白底藍(lán)框的貼紙,最上方醒目地寫著“中國(guó)能效標(biāo)識(shí)”,用于表示空調(diào)產(chǎn)品能源效率等級(jí)以及能源消耗量指標(biāo)。其意義就是為消費(fèi)者的購(gòu)買決策提供必要的信息,并引導(dǎo)和幫助消費(fèi)者選擇高能效節(jié)能空調(diào)產(chǎn)品。
空調(diào)的能效等級(jí)是如何劃分的呢?對(duì)于熱泵型房間空調(diào)(既能制冷又能制熱)來說,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)測(cè)全年能源消耗效率(APF)對(duì)產(chǎn)品能效進(jìn)行分級(jí)??照{(diào) APF 能效等級(jí)是指空調(diào)在制冷季節(jié)和制熱季節(jié)期間,從室內(nèi)空氣中除去的熱量與送入室內(nèi)的熱量的總和與同期間內(nèi)消耗電量的總和之比。高APF 值意味著該空調(diào)在實(shí)際使用過程中消耗較少的電力就能達(dá)到理想的制冷或制熱效果。
對(duì)于單冷式(僅具有制冷功能)房間空調(diào),則按實(shí)測(cè)制冷季節(jié)能源消耗效率 (SEER) 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行能效分級(jí)??照{(diào) SEER 能效等級(jí)是指制冷季節(jié)期間,空調(diào)進(jìn)行制冷運(yùn)行時(shí)從室內(nèi)除去的熱量總和與消耗電量的總和之比。
衡量空調(diào)節(jié)能性的指標(biāo)為能效等級(jí),這是反映空調(diào)節(jié)能水平的重要指標(biāo)。能效等級(jí)越低(如 1 級(jí)),意味著節(jié)能水平越高,即輸入相同的電功率,熱泵空調(diào)從系統(tǒng)“搬運(yùn)”的熱量越多,因此制冷(制熱)的效率就越高。
每年的空調(diào)忙碌季,千家萬戶的電費(fèi)自然居高不下。如何讓空調(diào)“增效降費(fèi)”,既要節(jié)能又要舒適,就顯得尤為重要。
從節(jié)能的角度講,一臺(tái)空調(diào)如果夏天溫度調(diào)高 1℃,那么它運(yùn)行 10 個(gè)小時(shí)就能節(jié)約 0.5 度電。據(jù)測(cè)算,把空調(diào)制冷溫度每調(diào)高 1℃,可節(jié)電10% 左右;把空調(diào)制熱溫度每調(diào)低 2℃,可節(jié)電10% 左右。
空調(diào)溫度設(shè)置
作為一種高耗能產(chǎn)品,空調(diào)與電風(fēng)扇搭配使用具有一定的節(jié)能價(jià)值。在夏季,選擇電風(fēng)扇配合空調(diào)的降溫方案,不僅可使室內(nèi)的冷氣較均勻地分布,還可以獲得比空調(diào)設(shè)定溫度低 1℃~ 2℃的感覺,并且可以預(yù)防“空調(diào)病”的發(fā)生。電風(fēng)扇的功率一般只有空調(diào)功率的 5% ~ 10%。在開啟空調(diào)的同時(shí),可以打開電風(fēng)扇的中檔或慢檔,并選擇“自然風(fēng)”模式,以加快室內(nèi)空氣的流動(dòng)。
空調(diào)房的節(jié)能水平在很大程度上還取決于玻璃窗的隔熱能力。一般來說,中空玻璃窗和真空玻璃窗都具有很好的保溫性能,因此能降低空調(diào)的耗電量。Low-E 中空玻璃的鍍膜層對(duì)可見光高透過,而對(duì)中遠(yuǎn)紅外線高反射,具有優(yōu)異的隔熱性能和良好的光學(xué)性能。
此外,對(duì)空調(diào)房的窗戶進(jìn)行遮陽(yáng)處理,也可以提高窗戶的隔熱性能,從而達(dá)到節(jié)能的目的。遮陽(yáng)處理可分為內(nèi)遮陽(yáng)和外遮陽(yáng)兩大類。內(nèi)遮陽(yáng)主要形式有窗簾和百葉窗等,外遮陽(yáng)主要形式有遮陽(yáng)罩和遮陽(yáng)板等。一般來說,外遮陽(yáng)可以把絕大部分的太陽(yáng)輻射擋在窗外,而內(nèi)遮陽(yáng)只是把已經(jīng)進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)輻射部分地反射出去。
通風(fēng)換氣有助于改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,但通風(fēng)換氣往往會(huì)造成室內(nèi)冷量的損失,因而擇時(shí)換氣具有一定的節(jié)能意義。所謂擇時(shí)換氣,就是要盡量選擇最佳時(shí)間段進(jìn)行通風(fēng)換氣,以最大限度地利用自然低溫條件減少冷量的損失。比如,可選擇在清晨氣溫較低的時(shí)候或晚間室外溫度下降時(shí)開窗進(jìn)行通風(fēng)換氣。如果需要在空調(diào)運(yùn)行中進(jìn)行換氣,則可以把空調(diào)制冷溫度調(diào)高一點(diǎn),并且開窗的縫隙要盡量小一些。在空調(diào)制冷管理方面,利用“時(shí)間差”和冷氣慣性也有著很大的節(jié)能空間。比如,如果你在外出前二三十分鐘把空調(diào)的制冷模式改為送風(fēng)模式,并在離家前 10 分鐘關(guān)閉空調(diào),在此期間同樣可以獲得較好的涼爽體驗(yàn)。
合理使用睡眠功能
巧用空調(diào)的睡眠功能也利于節(jié)約電能。所謂睡眠模式,就是按照人體睡眠時(shí)的生理特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)控制模式。例如,睡眠模式下,空調(diào)自動(dòng)運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)后會(huì)升溫 1℃,可以起到省電的效果。睡眠模式還會(huì)同時(shí)將風(fēng)速自動(dòng)調(diào)到最小,防止大風(fēng)量吹人導(dǎo)致感冒,同時(shí)內(nèi)機(jī)的噪聲也最小。