想不到我的这个问题意外地火了。不能一一谢过,在此感谢大家答得如此认真! ==============================分割线下是正题===…
都闪开,让专业的来。新加坡的空调之所以冷,是为了省电。对,你没看错,就是为了省电。
感谢 @知名不具 、 @张小博 两位提醒,补充另外一个原因。先上我建管系镇系之图——Psychrometric chart(焓湿图)
不可以,请参考 @张小博 关于湿负荷的回答。
新加坡南洋理工大学某堆满了空调的实验室研究生的处女答献上。诸位前辈已经回答了很多,我就用一个计算演示一下原理,以便外行人士理解,也作为我对进入暖通空调领域学习的一个小结。请诸位指教。
先上结论再做演示:新加坡空调冷不是因为建筑规定不许reheat造成的。维持换气率或者除湿一般不需要再加热,制冷保证的情况下一般换气率和除湿都能保证。
空调就是空气调节,ari conditioning。理论上,空气内所有属性都要调节:温度,湿度(水含量),CO2含量,氧气含量,以及甲醛,PM2.5,微生物等都应该控制在健康舒适的范围内。出于成本考虑,目前商业建筑(commercial building)用暖通空调系统(Heating, Ventilation, Air Conditioning)主要针对温度和湿度进行调节,并通过吸入一定量的新风(outdoor air)置换室内的空气以尽量维持CO2,氧气以及其他有害气体的量不至于太高。可惜大气质量逐年下降,人的要求越来越高,以后可能“新风”也都不“新”了。
空调系统的设计要根据当地气候条件来定。我简单查了一下新加坡年均气温24.7-31.5度。湿度差不多70%-100%。理想的室内环境是25度50%相对湿度,所以新加坡的空调主要目的是降温除湿。如果在高纬度地区,气温低,干燥,空调的设计就以供暖和加湿为主。
空调系统经过多年发展有很多类型
, @zilch 提到的是VAV系统, @张小博 提到了FCU风机盘管系统,我们实验室有做ACB主动式冷梁等。目前新加坡大部分建筑都是可变风量系统(variable air volume, VAV),结构如图,为避免版权纠纷自己画了一下,没啥审美大家包容一下:
左下是提供冷水的制冷机组,上方是AHU,有送风和回风两条路,空气在AHU中处理好后通过巨大的管道送往各个房间,再从各个房间收集回风返回AHU。回风一部分抛弃(因为吸进多少Outdoor Air就要排除多少Exhaust Air否则压力就越来越高了)一部分与新风混合。这么做的初衷是为了节能。混合后的混风经过冷水盘管被冷却下来,同时有水结露排出,剩下的就是低温的100%湿度饱和空气。这些空气可以直接送往末端与室内空气混合,因为一经混合温度上来了相对湿度就会下去。
@zilch 说得对,为了维持室内换气率(air change per hour, ACH), 送往室内的冷空气的量是有下限的。但是事实上除了换气率方面的考虑,移除室内额外产生的热(墙和窗户会传热,光照以及人的活动都会导致升温,我们称之为冷负荷(sensible load))和湿(主要是人和水槽,我们称之为湿负荷(latent load))都会对送风量有一个下限要求。这些需求是会随建筑用途大幅改变的,正经计算时要考虑人的密度,建筑朝向,用电设备等。换气温度湿度这三者要取最大的一个作为实际送风量。一般的结果是ACH的要求最低,湿负荷其次,冷负荷最高。所以大部分的时候只要满足了制冷,换气和除湿的要求都基本能满足。reheat很少会开。不过ACH的风量要求是新风,因此实际的AHU会用一些回风补足风量差,使得加起来的总风量满足sensible和latent load。
背景介绍完,演示一下实际空调计算过程,假设:
200平米的办公室,高度3.5m,40个人在里面办公。
我们先计算一下新风量和送风量。
通常计算中我们用每小时换5次空气,则新风量就是3750 m^3/hr。如果根据人数来算,一人30m^3/hr新风量是1200m^3/hr,二者取较大值,3750m^3/hr。
sensible load按120W每平米*200平米+估算,latent load按70W一个人估算。这俩的送风量需要用到焓差来计算。过cooling coil的风是14度100%RH,绝对湿度9.97g/kg,经过风机温升2度(一般经验上这样估算), 变成16度88%RH的空气,焓值41.32kJ/kg,风送进室内,吸热至25度同时相对湿度达到55%,这里面的焓差分两部分。单纯升温不改变绝对湿度的部分对应sensible load,温度不变绝对湿度增加(相对湿度也对应增加)的部分是latent load。查表得知25摄氏度绝对湿度9.97g/kg的空气的焓值是50.52kJ/kg,焓差9.2kJ/kg。25度55%RH空气的绝对湿度是10.89g/Kg,焓值52.86kJ/kg,温度不变湿度增加的焓差是2.34kJ/kg。用这两个焓差分别被sensible load 和latent load除,则可算出sensible load和latent load需要的空气的质量流量分别为2.6087kg/s和1.1966kg/s,对应的风量是7549m^3/hr和3463m^3/hr。
把三个风量值放在一起比较:3750m^3/hr (ventilation), 7549m^3/hr (sensible), 3463m^3/hr (latent),最终给AHU设计的送风量是取较大的一个7549m^3/hr,也就是由sensible load算出来的风量。这么来看,相较而言,还是sensible load更大一些。看,即使是在新加坡,也很少会出现温度已经够低但是湿度还是很高这种情况。 @王豫林 的回答也是说的这个意思。
接下说说我认为的感觉新加坡空调冷的原因,按可能性高低排列:
空调系统设计的时候都是留有裕度的,一般都会加个2成-3成。而且往往设计时加了一次,选购设备的时候又会加一次。因此大部分空调能提供远大于正常工况的制冷量。本来这也不是问题,可惜空调系统的控制算法一般都比较粗陋,很多地方都是on-off control,再加上室内人数时多时少,外面气温时高时低,空调工况的调整并没有那么及时,这导致空调实际运行的时候常常偏离最优工作点,不仅不舒服,而且很费电。
赞同@匿名用户提到的,“你开的冷没事,温度高会有人投诉的“。还有就是不同人的舒适温度不一样,觉得低你就多穿点,觉得高了就没法了。
有的时候觉得冷是因为吹到风口上了。空调风吹出来的时候还是很冷的,只有经过跟室内空气的混合才升温成25度的。这个过程中人提前接触到风确实会觉得冷,尤其是风速大于0.2m/s以后还有明显的对流效应更感觉冷。
在国内由于人密度大、设备不达标等因素,空调没那么凉,习惯了以后来新加坡就对比显得尤其冷。
不过我个人也觉得25度的标准太冷了,夏天就要有夏天的样子,27-28度就差不多了。否则温差太大容易感冒。空调系统的控制还有待提高,目前的中央空调对每个房间单独控温的能力太弱。只有实现精确的个性化温度设定,动态的根据房间内人数和设备功耗改变制冷量,根据天气(大热天还是下雨天)调整工况,才能实现真正的建筑节能,并且创造真正舒适的环境。
(2015年4月29日增补)
前段时间访问了我们实验室一个毕业了的师兄,他在新加坡某公司接项目做空调系统。向他证实了空调的设定温度每个房间都不一样,根据业主的要求从25度到18度都有。所以冷归根结底还是因为有人设定成这么低的温度。
(2015年9月7日增补)
昨天的日报上的一则专栏It's a scorcher ! 热化了! - Hic Rhodus, hic salta - 知乎专栏说炎热的环境会影响脑部功能,影响理性思考能力。我自己是深有体会,在桂林的时候夏天总有几天温度超过35度,那一两个星期如果不开空调基本上啥也干不了,学习效率下降很厉害。也许新加坡这里的人超过25度就不能工作了也说不定呀,他们需要一个低温的工作环境保持头脑清醒,反正正装一套穿上也不会觉得冷。。。或者上司故意把温度设的低一些提高员工效率吧。
此外衡量环境舒适度是一个很复杂的问题,除了温度湿度以外,还有许多其他变量影响着。在Berkeley的网站上提供了一个计算舒适度的工具,CBE Thermal Comfort Tool for ASHRAE-55, 用的是ASHRAE的标准。我稍微试了一下,如果风速稍微提高到0.4m/s,哪怕是27度100%湿度都覆盖在舒适区里,反倒是25度50%的空气会变得不舒适(应该是吹着太冷了)。还有一直安静坐着的人跟一个强体力劳动者也不一样。因此即使在同一个房间,有些人觉得热有些人觉得冷是很常见的。我跟我师兄们讨论一下,一致认为未来空调的发展趋势是个性化的空调,每个人设定自己工作区的那一片的温度,或者有一个智能空调系统能记住用户的偏好,根据个人的位置和身体状况调节局部气候。
《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005
再上一张教科书的图:
总的来说,只要有人的地方空气条件是不会特别恶劣的。虽然新加坡温度高湿度大,但是空气的性质是不会变的,机器把空气温度降到那个温度,也就是机器露点相对湿度95%那条线,含湿量都是一样的。并不是说新加坡热就比北京不好处理。然后设计实际都是以当地最极端的情况设计的,实际运行温度是运行维护人员开多少是多少的。不要当暖通工程师那么废柴,连室内温度都控制不好,做什么设计。所谓节能都是在保证室内温度湿度达到要求的基础上来做的,不能因为节能而影响实际运行效果,这叫本末倒置。
我这个回答主要纠正了很多错误的观点。最后还是回到这个问题本身,正是因为以上说的这些工程问题实际上都不是造成温度低的原因,所以从结果上看发达国家空调开的比较低就是因为习惯,而这些习惯的由来参看我之前的回答。
作为一个学暖气出身的行政狗我就不瞎答了。我只想说:我国的夏季空调实在是太热了!
以前在海南,我司要求男士穿西裤和衬衣,但对女的没要求。然而办公室空调年久失修(修完两天又坏),大玻璃房子一晒,轻松松室温上30℃。
后来来了北京。办公室的中央空调常年被设定在26℃,但是室温根本降不到26,然而在28度室温还怕冷的姑娘们披着毯子也就算了,上厕所途中随手就把空调关了...是的...关了。稍微有个阴天下雨的,湿度很大不开空调很难受啊,她们还是怕冷,关了...她们就这么明目张胆的把空调关了,我除了偷偷摸摸的再打开还能怎么办,她弱她有理啊!为什么我身边那么多断了翅膀的天shi
国内很多大商场也是,九点半关门八点钟就把空调关了,节能倒是节能,新风系统也一起关了我觉得胸闷我找谁说理。
真心觉得现在知乎太多无厘头的人用反驳的声音来刷存在感,回答这个问题也是用我所想答我所答,题主描述里也讲了,受不了冷进商场买了件衣服,这个,目的已经达到得很明显了不是吗。各有所想,你要我一个销售部的管理人员去花心思想工程部的工作吗,抱歉,没那么闲。
---------------------以下原答案------------------------
谢 @XDeux 邀……真的很抱歉,我都不知道是什么时候邀请的我,今天才偶然翻到。粗略的看了一下所有回答,重点看了一下排名第一的回答。给我的感觉是各位知友肯定是被看似高深的图表吓住了,再加上各种高大上的专业英语单词,我都觉得好腻害。
今天,我就是来剥了这只纸老虎的。你们看到的所有答案里面的那些表格、焓湿图,在国内的暖通设计中一直都有,并且一直在用。所以,摆出这些东西并不能说明为什么新加坡或者香港的空调温度要低些。这些东西在非专业的朋友面前就是障眼法,为了显示出高深莫测而刻意为之。
这个我不认同;
很简单能量守恒;室内的热湿需要多少冷量来中和?
但是忽略送风量多少。
PS更新一句,我觉得普通大众党看了排名第一的答案,一定会回家把自己家的空调开到最低温度来节能,哈哈哈哈哈哈哈哈2333333333333333333排名前面的几个答案,基本都是在扯淡,居然还有这么多赞,知乎在专业问题上的回答是有多可笑?
先来问几个问题,大家看看排名前几的答案是否可以解答!
1.节能说,不论如何解释,不管是图表还是标准,是否能解释一下控制房间温度在26度和20度哪个更节能?
2.除湿说,空调在制冷的过程中本身就是一个除湿的过程,设定温度不管你设定28度还是22度还是18度,空调都在除湿,这个过程和温度的区别不大。设定温度在26度,慢慢的制冷照样可以除湿,而设定18度快速制冷,其效果也就充其量降低了数值表上的相对湿度而已。
3.所有的高票专业答主都回避了一个重要问题,国内为什么少有这么冷的空调?既然所谓这么节能,这么除湿,那我们的国家为什么告诉我们夏天空调设定不要低于26度?既然这么多非专业大拿都说的头头是道,国家能源部、技术部门这么多高级专家都不知道开温度低点节能除湿?
4.公交温度低是因为司机感觉热???这奇葩答案就不吐槽了!
以下是正经的回答和吐槽(请原谅我太了解国内的空调行业了,内幕各种,满满的全是吐槽)
1.直接的原因是你开的冷没事,温度高点会有人投诉你的!天很热的时候,冻着你了,你去投诉,人家会礼貌的说:您可以披件外套!热着你了,你去投诉,对方无话可说!更何况,商用场所很多人穿着正装,没有空调会闷死的,在天朝,我穿正装的时候可真不敢坐公交!
2.深层次的原因,以下是吐槽并回答很多知友的疑问,为什么我在国内办公室、商场热的要死都没人管(我还穿着短裤、短袖、拖鞋)!
众所周知,空调的设计是有标准的,这个标准是一个行业标准,每个国家在这方面差别都不太大,差别大的在执行,这个标准大多要求(实际标准是一系列专业参数,为了通俗我不专业的表述一下)房间密闭的情况下,开启空调多长时间可以让房间温度下降多少度,行业内一般都认为在1小时左右的时间房间达到23度左右,大家可以参考一下自己家里和办公室里的空调有多少能达到这么一个温度?
而且这只是一个行业的标准,实际应用中应该高于这个标准,因为我们常常看到25度就喊冷的小姑娘,也常常见到20度还冒汗的大老爷们,实际操作中我们更应该满足那些高需求者!(毕竟我前面说了,感觉太冷可以多穿件衣服,但是太热可不能脱光了拿水淋着)
然而在我们天朝,这样的标准形同虚设,首先,设计院设计时就按照标准下限设计,甲方在招标要求时在低一个档次招标,经销商和厂家在投标的时候打打价格战,标准再降两个档次,再加上厂家设备本身达不到国家标准(设备是有国家标准的,当然申报和实际销售的设备是有区别的,这个外人很难知道,我所知道的是基本所有厂家都是如此!)等等等等,最终就是我们所接触到的,大热天空调全开还冒汗!
可以举个例子,我所在的厂家是日系某企业,在日本如果最后出现了这样的情况,那经销商和厂家所受到的处罚往往会让这个企业破产,而我们天朝,只有没完没了的官司和鉴定!
so,真正的原因就是如此,设计和要求上的缺陷,导致了国内空调根本就不可能那么冷,而国外之所以可以这么冷,与规范的行业肯定有很大关系,当然规范的行业带来的是价格的昂贵,利润的保证!
老师说【答案往往就在题干里】
你们忘记了 这两个地方有一个共同点————前英国殖民地
英国人多怕热啊,伦敦20度夏天 一定要喝冰啤酒,帆船时代为了降温从北欧船运冰块来新加坡和香港
空调也是一开始只有英国人用,后来高等华人也用,最后才普及大众,可是商场越冷越高档的习惯已经养成了。
翟霞
目前zilch的答案是不准确的,所以应该不是空调专业的。。。 @zilch
VAV系统也好,风机盘管或者吊装空调箱系统也好,南方地区商场等公共建筑过冷主要是因为湿负荷
空调系统通常是采用热湿耦合处理方式,也就是对空气降温的同时除湿
湿度大的地方,只要是冷凝除湿,那么通常都会导致空调箱出风过冷,如果为了舒适,需要再次加热,或者二次回风
二次回风应该就是zilch所说的两套系统,部分室内回风先和新风混合,空调箱制冷处理到最经济送风温度也就是露点温度,然后再和部分回风混合,然后送风到用户。温度越低,除湿效率越高,所以会解决一次回风导致的送风温度过低的问题
二次回风全空气系统理论上是比一次回风+再热节能的,但是控制复杂并且送风量大也就是风管尺寸大,设备多,初投资高
另外温湿度独立处理也是比较节能的手段,例如通过溶液独立除湿,就不展开了