[摘要]为什么室外温度26℃觉得很热,而空调调到26℃就很凉快呢?1、弄清概念看来绝大多数人都没有意识到这个问题的本质。很少有人思考过这个问题:空调设定的26度,到底意...
为什么室外温度26℃觉得很热,而空调调到26℃就很凉快呢?
1、弄清概念
看来绝大多数人都没有意识到这个问题的本质。
很少有人思考过这个问题:空调设定的26度,到底意味着什么。
很多人以为,空调设定26度,空调里吹出来的风就是26度。
你如果拿个温度计到空调出风口量一下,你会发现出风口温度远低于26度。
暂且认为你说的是氟系统空调(但不限于R22冷媒,包括R32,R410)这类广泛应用于家用空调器的产品。氟系统空调是大温差小风量,以露点送风(5-12度,该数值受环温以及蒸发器翅片等规格有波动)出风。所以该类型原理的空调器不管你是设置的18度也好,还是26度也罢。出风口均以5-12度出风。
实际上出风口的温度并非空调的控制对象,空调控制的是回风的温度,也就是空调进风口的温度。
空调器一般在冷凝器/系统管路/气液管上设置了诸多的高低压检测器/开关等,回风口有温感探头,部分高端的有湿度探头。
当回风口的温度检测达到设定室温后,如果是定频空调此时直接停机,当温度波动后重新开机,如果是全直流变频空调此时电子膨胀阀阀值关低,需求负荷降低,压缩机开始以低频运转输出频次输出维持室温的需求负荷。
题主所谓的“空调的 26℃”,我想大多数人,包括题主,应该会理解为遥控器上设置成26℃。
“室外的 26℃”,应该指的是气象台给出的室外温度。气象台测量这个温度的温度计,是放在距离地面1.5米的通风百叶箱内。
但是假设,空调开了很久后,其实室内温度基本维持⼀个相对稳定的情况了。
这种情况为何室内的26度要⽐室外的感觉低?
我觉得这得回归到第⼆个问题:体感温度。
体感温度(英语:apparent temperature)是指人体所感受到的冷暖程度,转换成同等之温度。
2、弄清原理
概念忽悠清楚以后,谈谈原理。
第一个因素:热量传递
造成人类如题主所说的感觉的,根本原因是环境细节存在差异巨⼤,⼈体在26℃空调房会流失⼤量热量 ,在26℃室外反⽽可能吸收热量。
⾸先,⼈体如何感觉冷和热?
自然对流散热(左)与强迫对流散热(右)
当⼈体流出热量⾼于流⼊,且⽪肤温度低于33℃,你会感觉到冷。反之,则感觉到热。
⽪肤温度为33℃时,同时激活冷觉和热觉感受器,⼈体对热量流⼊流出极为敏感。
我们假设⼀个⼈在26℃的室内,⽆⻛,感觉不冷不热,体表温度在33℃附近。
⼈在静息状态的热功率⼤约为100W左右,那么他的⾝体同时通过热辐射、⾃然对流、蒸发散热、呼吸散热等⽅式,向环境外释放了100W的热功率。
也即:⼈体产热=⼈体散热 。
这个时候,他选择进⼊26℃的空调房。
假如空调开的⼩⻛,他也没正对着空调,遭遇的余⻛⻛速仅为0.2m/s,⾝上的⾃然对流散热转变成强迫对流散热。
假设⼈体表⾯积⼤约1.5-2.0m^2,如果1/3⾯积受⻛。 可估算额外损失热功率为23w,已经接近⼈体静息功率的1/4,⽪肤温度开始降低,⼈体开始感觉到冷。
尤其是受⻛⾯的热量流失,已经接近⽪肤热功率,体感温度会明显降低。
通过热辐射公式,可⼤致推出,受⻛⾯⽪肤温度会降低3~4℃。
第二个因素:风速
如果此时⽴即站到空调⻛⼝下,把⻛速调到5m/s,即便出⻛⼝还是26℃,热量流失速度可达到161W,远远超出⼈体静息功率,在这⼀瞬间,⽪肤温度会迅速下降。
由于⽪肤温度下降的速度 ,⽐起之前快了7倍,这个时候也会觉得⽪肤冷得多,尤其上⻛速带来的蒸发速度 ,其实瞬间的寒冷感受不⽌七倍)。
不过,随着⽪肤温度接近26℃,温差减⼩,热量流失也会减⼩。⼈体的寒冷感受也会减轻。
但由于⽪肤温度低⾄27℃附近(远低于33℃的舒适温度,激活⼤量冷觉感受器 ),会持续感受到寒冷。
如果此时出⻛⼝的温度还低了好⼏度,例如只有18℃,你顶着吹,瞬间的热功率损失可达278W,寒冷程度增加近⼀倍。在这⼀瞬间,⾜以让你寒颤,吹出鸡⽪疙瘩。
可见,风速同样也是影响体感温度的因素。
如图总结,同样的湿度情况下,风速会明显改变体感温度。
如果同等条件下,室外无风,而空调能够持续形成空气流动的话,同样也在降温。
第三个因素:湿度
除此之外,空调还会降低空⽓湿度,空⽓湿度越低,湿度蒸发散热越快,也就越凉爽。
虽然26℃室外,⼀般不会有太⾼湿度,但还是⽐空调室更⾼。
虽然吹⼀会⼉,你的寒冷感受会降低,但这样⼀直对着吹,最终⽪肤温度会降低到20℃以下,⾜以造成⼈体失温 (前提是⽪肤⼤⾯积裸露对着吹,⾐服⾜够厚的情况下并不会)。
这也是为什么,有⼈吹低温空调,会不知不知吹⽣病了。
其实对于⼤多数⼈来说,26℃的空调温度还是太低了。
总的来说,根据你在空调房的吹⻛状态,⽐起⽆⻛室内,你的体感温度可能低3~6℃。
如下表,同样的空气流速情况下,湿度越高,体感温度越高。
⽽空调基本功能之⼀就是除湿,这本⾝和空调制冷机机制有关,空调制冷过程,会将空⽓的⽔分不断冷凝变成⽔然后随着排⽔管流⾛,结果就导致室内湿度越来越低。
在同样的温度下,室外空气没有除湿,而室内空调进行了除湿,这就导致哪怕温度相同,室外的体感温度也会高于室内。
第四个因素:日照
因为冷得不⾏后,这个时候你⾛出了⼾外。
⼾外没有什么⻛,但正好是正午,太阳在头顶直射。
假设天⽓预报晴朗,温度是26℃,⼤概率还是春天,正午太阳直射⻆偏南。
已知太阳常数是1367W/S^2,由于照射⻆度偏斜,取个70%,⼈体倾斜照射⾯积约0.4m^2,假设⾐物通过遮挡、反射 、吸收的热量也为80%。
那么⼈体额外接受的热功率为: 1367×0.7×0.4×(1-0.8)=76.55W。
这个热功率已经接近⼈体静息功率 。
这个功率,会让⼈体体表平均温度升⾼3℃左右,⼈会感觉到热。
⽽被太阳直射的⽪肤,温度可在短时间超过40℃,让⼈感觉到烫。
在室外,即便是太阳被云层遮挡,其实也有⼀部分太阳辐射 会被⼈体吸收,从⽽提升热量。
所以,即便是⽆⻛的阴天,也是⽐室内体感温度更⾼的。
当然,如果有⻛,则可能和空调房差异不⼤。 当体表处在33℃的适宜温度附近,对冷热也会⼗分的敏感。
最后可以得出结论,从空调房⾛到室外,体感温度最低提升0℃(空调低速、阴天有⻛),最⾼可达10℃(空调⾼速近⻛⼝,晴天⽆⻛),如果情况随机,⼀ 般都会有⼏度的体感差异。
所以,⾃古以来就有个好话“⼤树底下好乘凉”,同样的天⽓,在烈⽇下暴晒和在树荫下或者凉棚⾥,甚⾄是单纯的跑到太阳晒不到的阴影⾥,你都会感觉到差别巨⼤。
这就是⽇照的影响。
光照对于⼈体的影响直接的是使⼈体升温,紫外线这种成分,会直接对⽪肤作⽤,可能会产⽣⼀定的作⽤。⼀般情况下,阴天与晴天,⼈的体感温度可以相差4〜6℃,甚⾄更⼤。
所以空调房⽐室外同温度下凉快,应该和空调对湿度、⻛速、光照等的调节导致⼈的体感温度变化。
图片来源:中国天气网
研究表明:在气温30℃的环境中,空气的相对湿度在40%-50%左右,平均风速在3米/秒以上时,人们就不会感到很热;然而在相同的温度条件下,相对湿度若增大到80%以上、风速很小时,人们就会产生闷热难熬的感觉,体弱者甚至会中暑。
为什么室外温度26℃觉得很热,而空调调到26℃就很凉快呢?
很多人以为,空调设定26度,空调里吹出来的风就是26度,你如果拿个温度计到空调出风口量一下,你会发现出风口温度远低于26度。因为温度是用来表征物理冷热程度的标量,人体感受到的是所得到/损失热流量的大小。
温度虽然一样,但是湿度不一样了,室内的湿度低很多,因为关着门,空气不流通,室温高于外面的温度,空调的压缩机就会启动制冷,制冷的时候冷凝器上就结水流出室外,空调的设置温度不是空调吹出的风的温度,而是空调所处环境的温度。
体感温度才是人身体感觉到底多凉的关键因素,体感温度受一个主要影响:湿度。
空调工作的原理是通过冷凝的方式再搬运热量到室外,所以空调会排水,也就是说,空调在制冷的同时,会把室内的水分给“抽”走。
众所皆知,湿度大的地方,实际上体感温度会偏高,所以空调室内的26度,自然比室外那种水分更多,湿度更大的26度凉快。