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空调怎样做才能真正“有凉感,无风感”?

   日期:2019-06-24     来源:暖通吧    浏览:1762    
核心提示:其实我们夏季只要让闲置的地暖循环20℃以上的冷水,把地面温度降低后,地面又与建筑的其他五个面进行辐射换热,就可以很轻松的把整个建筑温度降下来。
自上世纪90年代家用空调普及以来,空调已经成为家家户户标配电器,尤其是高温天气,可谓全靠空调续命。
 
虽然诞生于30年前的氟机空调已经成为老百姓的续命工具,虽然高温天气时氟机空调的确能起到降温作用,但是氟机空调的缺点也同样明显,比如噪音问题、干燥问题、吹风感问题、温差波动大问题以及由此导致的空调病问题等等。只是因为这么多年来,高温天气时我们真的需要它来续命,所以它的这些缺点我们一直忍着。
 
近年来,随着老百姓生活水平的提高,对于冷暖的舒适度越来越重视,不但要能制冷能制热,还要舒适。比如空调制热虽然能满足采暖需求,但是舒适度太差,所以越来越多的消费者放弃了空调制热转而选择了暖气片、地暖等舒适度较高的采暖技术。同样,老百姓对空调的要求也在提高,不但要能制冷,还要没噪音、没吹风感、不干燥。
 
消费者想既贪恋空调赐予的凉快,又不堪忍受冷风的蹂躏,这就是广大人民群众跟空调相处时的微妙纠结。这份尴尬促使着人们不断展开与冷风的斗争,大家的聪明才智也得以极大地发挥:有在冷风面前挂凉席的,有送冷风明星海报的,还有人废物利用堵上包装箱的.....
 
消费者的痛点就是商机,于是有些空调厂家就看到了这个商机,比如某空调厂家近几年一直在宣传“有凉感,无风感”空调。然而从某空调厂家介绍资料来看,这种无风空调技术其实就是很传统的孔板送风技术,说到底就是一种送风方式的优化技术。
 
这种孔板送风技术虽然改善了空调送风的舒适度,但却是以牺牲气流组织为代价的。天气不是太热的情况下还好,真正到了高温天气基本就歇菜了,因为送风距离太小,稍微远一点距离温度就无法保证了。
 
通过优化送风方式来实现空调无风感的效果毕竟是有限的,因为建筑的总体风量需求并没有变。对于南方保温较差冷负荷较大的建筑只要建筑总体风量需求没有变,吹风感的问题和噪音的问题就是无法根本解决的。
 
真正要实现无风感需要从源头上解决问题,也就说必须降低建筑的总体风量需求。那么如何降低建筑的总体风量需求呢? 还是要在建筑本身寻找原因。
 
我们回头来思考一个问题:为什么我们夏天需要开空调呢?因为房间里热啊,房间了为什么热呢?当然是因为空气热啊,所以要开空调啊。空调,全称“空气调节”就是这个原因。空气热固然是房间热的主要因素,但不是唯一因素,还有一个重要因素就是房子的墙体热、地面热,甚至家具都是热的。尤其是西晒房间、顶楼以及玻璃幕墙的房间,建筑本身会吸收大量的太阳辐射热量而温度升高。
 
下图是7月份某天南京某建筑西晒墙面傍晚时分的温度,高达33.4℃,而此时空气温度其实仅仅28℃。
以上情况就是典型的案例,房间很热,我们首先想到的是开空调,但开了空调后发现似乎没多大效果,还是热,为什么呢?
 
一方面,过高的墙体温度对人体形成很强热辐射,而热辐射是穿透空气直接作用于人体,所以即便是空气温度只有26℃,你还会感觉热,这种热就是我们说的平均辐射温度。我们的体感温度是由空气温度和平均辐射温度加权平均的结果,如果平均辐射温度很高,即便空气温度不高,体感温度也会很高。
 
另一方面,对于室内空气来说,墙面就是表冷器。温度过高的墙面会加热与其接触的空气,并最终把房间的空气温度都升高了。我们的空调只给空气降温,但降温后的空气又会被墙体二次加热。为了维持房间的空气温度,我们就需要空调不停的高档大风量运行,否则空气温度就无法维持。正因为如此,在高温天气时,空调必须开高档大风量运行,吹风感、噪音问题随之而来。
 
根据以上的分析,我们发现虽然空气温度高是我们房间热的直接原因,但房间热的“幕后元凶”却是建筑温度过高。房间温度若想真正降下来,必须把“幕后元凶”干掉,也就说必须降低建筑温度。不管你承不承认,对于室内空气来说,建筑内墙的六个面就是表冷器,夏季它会加热空气,我们的空调大部分时间在做无用功。
 
那么我们是否可以换一种思路:与其被动的让建筑影响空气温度,不如主动的让建筑来处理空气温度。比如夏季,空调房间温度为26℃,我们将建筑温度给降低到低于空气温度1-2℃,这时26℃的空气经过房间的六个面时,不但不会被二次加热,温度还会降这时候房间的六个面其实都已经变成了空调表冷器。
 
在这种状态下,试想我们的空调还需要很大的风量吗?空气没有被二次加热还被墙面降温了,墙体本身已经变成了可以为空气降温的空调,这个时候空调不但不需要大风量,甚至从原理上说不要空调房间空气温度都可以降下来。
 
整个房间需要的空调风量大大减少了,我们就可以真正实现空调的“无风感”了。与此同时,墙体温度降低后,会带来另外一种效果:冷辐射。墙体与人体之间辐射换热量增加了,带走了人体更多的热量,就像我们进山洞一样的感觉,这种感觉叫“凉感”。
 
那么怎样把夏天过高的建筑温度降低呢?通过开空调的方式理论上说可以降低建筑温度,但是因为空气比热小,通过空气对流降低建筑温度效率较低。哪种方式效果较高呢?可能你已经想到了:辐射换热。根据斯特藩定律:一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总能量(称为物体的辐射度或能量通量密度)j* 与黑体本身的热力学温度T (又称绝对温度)的四次方成正比。也就说通过改变辐射面的温度的换热方式效率最高。
 
怎么实现实现辐射换热呢?别忘了我们很多建筑都是标配地暖的。其实我们夏季只要让闲置的地暖循环20℃以上的冷水,把地面温度降低后,地面又与建筑的其他五个面进行辐射换热,就可以很轻松的把整个建筑温度降下来。
 
如此一来,我们的空调就真正实现了“有凉感,无风感”理想舒适度。
 
【编辑:暖立方冯雪艳】
 
 
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