为什么空调的 26℃ 比室外的 26℃ 更凉快?

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若冰♀ 发表于 2023-8-16 03:01:29|来自:中国 | 显示全部楼层 |阅读模式
为什么空调的 26℃ 比室外的 26℃ 更凉快?
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zyhzsz 发表于 2023-8-16 03:02:20|来自:中国 | 显示全部楼层
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?
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,无风,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。
假如空调开的小风,他也没正对着空调,遭遇的余风风速仅为0.2m/s,身上的自然对流散热转变成强迫对流散热。



自然对流散热(左)与强迫对流散热(右)

强迫对流换热系数有经验公式[1]:


  • B,经验系数,风直吹区域可取B=18.3。
  • n,速度指数,一般取为0.5~0.6
计算可得,此时受风面的强迫对流换热系数:

非受风面自然对流系数[2]:

已知人体表面积大约1.5-2.0m^2,如果1/3面积受风。
额外损失热功率为:

损失的热功率,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。
尤其是受风面的热量流失,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,受风面皮肤温度会降低3~4℃。
如果此时立即站到空调风口下,把风速调到5m/s,即便出风口还是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(加上风速带来的蒸发速度,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。
如果此时出风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。
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风状态,比起无风室内,你的体感温度可能低3~6℃。
因为冷得不行后,这个时候你走出了户外。
户外没有什么风,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,正午太阳直射角偏南。
已知太阳常数是1367W/S^2,由于照射角度偏斜,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,即便是无风的阴天,也是比室内体感温度更高的。当然,如果有风,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、阴天有风),最高可达10℃(空调高速近风口,晴天无风),如果情况随机,一般都会有几度的体感差异。

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sevil 发表于 2023-8-16 03:03:05|来自:中国 | 显示全部楼层
湿度

同样的温度下,湿度越大,体感会觉得越热 “闷热”,例如:晒水车刚经过不久或者高温天气阵雨过后,经过高温蒸发,空气中湿度就会变大。
首先人体的散热是通过流汗蒸发来达到降温(汽化潜热原理),在干燥的天气汗液会更容易蒸发,但随着环境湿度增加,空气中湿度提升到100%讲无法继续吸收水分,我们的汗液就会停留在皮肤上,从而体温不断上升。



图源:百度 侵删

而空调同样是采用汽化潜热原理来制冷和制热,为什么空调都会有的一个功能“除湿”?

空调在制冷过程会把空气中的水分通过冷凝后变成液态进行排放室外,就好像把冰箱的冻可乐拿出来后,一段时间后易拉罐表面就挂满了小水珠(空气中水蒸气遇冷液化),可以把空调的内机当做一瓶冻可乐,当空调不断的制冷,室内的湿度也就不断下降。


所以,湿度不同是空调的 26℃ 比室外的 26℃ 更凉快的因素之一。
另外还有空调制冷时出风口和回风口温度相差8~10°C左右,循环风量越大,制冷速度越快。在室外同样的温度,有风和无风是有区别的。
超能悠楠:2022空调推荐【选购指南】7月更新,新家装修 华凌/格力/美的/海尔等空调品牌推荐,制热和制冷效果怎么看

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bett_liu 发表于 2023-8-16 03:03:45|来自:中国 | 显示全部楼层
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。所以你感觉空调器设置26度比室外的26度凉快。



空调室内机出风口蒸发器温度


  • 干球温度是一方面,不同的相对湿度给人带来的感受也是不一样的。比如干球温度26度,相对湿度50-60%此时是干爽凉快的舒适感,干球温度26度,相对湿度80%+此时是湿冷的全身黏糊糊的感觉不自在,所以你感觉的凉快也和相对湿度有一定关系。
  • 那么怎么控制温度呢?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。相对的,后者在理想条件下 比定频机舒适+安静一些。

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thesea 发表于 2023-8-16 03:04:05|来自:中国 | 显示全部楼层
题目问的是空调而非空调出风口,那么这个问题就不单单是温差问题了,应该是体感温度的问题,至少包括湿度、风速和日照的影响。
李雷:气象温度和体感温度为何不同「中国科普博览」一,假如室内温度基本稳定

有不少回答指出空调的温度设定,即空调的温度调节不是出风口温度,而是依据回风温度。
也就是空调出风口温度事实上是低于设定温度的,比如有人实测空调出风口温度才十几度。
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
二、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。


这个道理比较容易理解,同样的天气,坐在树荫下和太阳底下感觉冷暖程度是不一样的。
事实上,影响体感温度的因素很多:气温,风速和相对湿度。
1,湿度
典型的是湿度,湿度对于体感温度影响很明显
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。


这是找到的某空调的数据,可以看到湿度是呈现了逐步下降的趋势


因此,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。
2,风速
风速同样也是影响体感温度的因素。


如图,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。
3,日照
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、风速、光照等的调节导致人的体感温度变化。

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kallen007 发表于 2023-8-16 03:04:19|来自:中国 | 显示全部楼层
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。
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。
<hr/>随便写了几句,居然这么多赞,真是破天荒头一回!有读者指出答非所问,仔细想想,的确是没把话说完整,现在再补充一下:
1、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℃,我的回答主要是针对这一点。有些认为题主说的是室内温度26℃而不是设定温度26℃,但大家有没有想过,室内不同的区域、不同的高度,温度都不一样,到底以哪里为准?就算你指定一个点作为温度基准,空调的控制系统又如何感知你指定的那个点的温度?说一千道一万,最终空调能控制的也只有回风口温度,因为只有那里安装了温度传感器,空泛地讨论“室内温度”是没有实际意义的。
2、“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。实际上大多数人在室外所处的环境没这么理想,真要测温度,大概率会高于气象台公布的温度。

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