为什么空调的26度比室外的26度凉快?
炎炎夏日,同样是26℃的环境,明明温度一样,但就是感觉空调房要比室外凉快,这就要提到“体感温度”这个概念了,体感温度≠环境温度。
人们对于温度的感知会受到很多因素的影响,我们把这种感知能力称为“体感温度”。体感温度的问题,至少包括湿度、风速和日照的影响。
举个简单的例子,在室外环境中,即便气温相同,但你站在阴凉的地方就会觉得比站在烈日下凉快。这就是因为太阳光线能够传递热能,升高体温。但站在阴凉处,减少了这种热能传递,自然也就觉得凉快了许多。再比如说,风扇虽然不能降温,可是风扇带来的风速会帮助热量散发,故而能够让人感受到凉意。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。
所以夏季炎热天气下,同样的温度,你感觉空调房比室外凉快并不是错觉。
事实上,影响体感温度的因素很多:气温,风速和相对湿度。
一、湿度
首先,室内环境隔绝了大部分室外光线,隔绝了大量的热传导。其次空调在制冷的过程中会帮助室内环境排湿。当湿度降低后,人体也会感觉更凉快。你可以尝试一下,空调设置相同温度后,排湿模式和制冷模式哪个更凉快。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。
💗P.S.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。
二、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。
三、日照
自古以来就有句话“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,甚至是单纯地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。
💗总结:空调房比室外同温度下凉快,是因为空调对湿度、风速、光照等的调节导致人的体感温度发生变化。
“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。
室外气温达到26度时,地表温度肯定已经大于了26度,并且室外空气湿度一般要大一些,同样的温度湿度更大,体感会更热,如果有阳光直射,会有热辐射,皮肤吸收了热能会更热,而且室外空气流动大,气温26度可能在局部是超过26度的,并且是流动的。
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,你会发现出风口温度远低于26度,所以实际的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,而空调降温是将室内不大的空间整体降到了26度,才会降低功率以维持,而这个26度在人体的感觉上已经完全不同于室外的26度了。
此之外,还有一些重点就是,空调不仅会降低室内湿度,湿度越低,人汗蒸发越快,就会越凉快。
并且人在室外的时候太阳和空气会通过辐射换热和对流换热源源不断地给你传热,而室内开空调,气液混合的低压工质会通过蒸发器源源不断地从室内搬走热量。并且根据热力学定律,热量无法从低温物体自发地向高温物体传递。
而空调是因为插了电有外界输入功,太阳的温度则始终比人体温度高,会自发地向人体传热,所以人们就觉得空调的 26℃ 比会比室外的 26℃ 更加凉快。
空调是通过将空气制冷后再排进室内,从而起到降温的效果,那么大家都会感觉到空调的26度,会比室外的26凉快很多,主要原因如下:
· 室外的26度是气温,而人的体感温度会比气温更高
人的体感温度并不是气温,它还受到湿度、风速、太阳辐射、着装甚至心情的影响,通常情况下人的体感温度会比气温高几度。空调房里湿度、风速都不一样,当然会比室外所谓的气温26度凉快一些。
· 空调设置26度但吹出来的气体温度会更低
空调是通过将空气制冷后再排进室内,而空调在设置为一个温度后,它会将空气降到比设定更低的温度再排进室内,这样制冷效率更高,制冷速度更快,当室内温度降到设定温度后就会停止制冷,当温度升高后又会开始制冷。
· 空调从上方吹出的冷空气会下沉,促进空气流动,感觉就会更凉爽
空调本身就可以理解为一个可以制冷的风扇,它也在不断往外吹风,加上冷空气本身就会下沉,因此室内的空气是流动的,会让人有一种微风拂面的感觉,人们自然会感觉更凉快。并且由于空调的温度感应器在机身上,导致空调判断的室内温度会比实际上要高,因此空调会继续制冷,所以也导致了空调设定的26度,实际上室内温度比26度还要低一些。
· 空调会降低室内空气湿度,促进人皮肤上的水分蒸发带走热量
众所周知,空调制冷时,空调外机会不断地往外排水,这是由于空调制冷时,空气中的水蒸气受冷会液化成水珠从而被空调外机排出,所以吹出来的冷空气就会更干燥。干燥的空气更利于皮肤表面的水分蒸发,又因为水分蒸发是要吸收热量的,因此会感觉更凉快。
由此可见,空调房里的26度比室外的26度感觉更凉快主要是因为空调房里空气湿度、流速等因素让人的体感温度更低
首先,空调会吹风,加大空气循环,这进而促进人体汗水蒸发,让人觉得凉快。
其次,空调会降低室内湿度,湿度越低,人汗蒸发越快,越凉快
再者,有可能所谓的26°是面板温度,那么这个时候就是因为制冷需要更低的温度了。
空调基本都有排水管,就是将制冷过程中产生的水分排出去
二者结合室内就比室外更凉快
最明显的就是夏天很多人出去纳凉,实际上你用温度计测量是外面温度高,但是因为外面湿度低,且有风,反而比温度更低的室内凉爽。
尤其以前租住车库的时候,傍晚外面32°是比里面27°还凉快的。
而很多时候空调关闭后,温度并没有立马上升,但是湿度很快上升,人就会非常难受。
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。
其次,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。
例如冬天在同样的温度条件下一个人去摸一块铁和一块木材,因为铁的导热系数大,人与铁接触所损失的热流量较大,所以人会觉得铁的“温度”更低。
室内开空调,气液混合的低压工质会通过蒸发器源源不断地从室内搬走热量。在室外,太阳和空气会通过辐射换热和对流换热源源不断地给你传热。
根据热力学定律,热量无法从低温物体自发地向高温物体传递。空调是因为插了电有外界输入功,太阳温度始终比人体温度高,会自发地向人体传热。
因此都是在26℃的情况下你会觉得室内开空调更凉快。
因为环境对人的辐射传热不同。
要研究人在室内开空调26度与外面26度,为何对温度的感知不一样,我们首先得控制变量。
我们先假定一个环境:初夏时节,没有风,室内外湿度是一样的。
对于室外来说:“室外的26℃”,是气象部门对户外气温的定义,而天文台用来测量气温的体温计,是放在了一个距离地面一米五的百叶箱里来测温的。
可实际上大多数人在室外所处的环境没这么理想,这个季节,气温26度,地面温度和建筑物外墙面往往高于26度。
对于室内来说:“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℃。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?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。
所谓空调26度,也许只是空调回风口的一个“点温度”,它并没有上升到“空间温度”,而空调为了使回风口保持26度所产生的冷气,在室内循环流动后,对周围的环境所造成的温度的改变,使室内墙壁面和各种家具、摆件温度的降低,低至不足26度。
直观的说就是街上的柏油马路是温热的甚至烫手的,家里的墙是凉凉的。
结果就是前一种情况下环境对人的辐射传热大于后一种情况,从而导致人的热感舒适程度不同,感觉开空调的室内凉快。
就如同为什么顶楼会比中间的楼层更热一样,因为天花板面对太阳的直射,它的表面温度远超处于室内的地板,所以顶楼天花板对人的热辐射传热也会大于处于中间楼层的天花板对人的热辐射传热,就比如说我们要在防空洞里开空调就更凉快了,因为地层很深很厚,太阳晒不热。
这个也跟具体的季节和时间段有关,太阳辐射加热具有厚度的固体,在时间上有滞后,应该是遵循简谐热作用来的,总而言之,人的体感温度与周围环境的温度是密不可分的。