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冬季取暖舒适度分析及采暖方式选择

   日期:2019-11-23     来源:慧聪供热采暖网    浏览:1361    
核心提示:购买电暖器是个长期的投入,购买前请一定要根据所在地区、周围环境、家庭需要、个性要求等方面综合考虑,以免冲动购买之后不满意导致情绪变坏——这可是要陪您几年十几年的产品,心情愉快才是追求的真谛。
  冬季来临,家庭采暖就成了一个热门的话题。那么,用什么设备进行家庭供暖最能给家庭带来最为舒适的生活环境呢?下面我们就来为大家科普一下相关的知识。
 
  一、关于舒适度的定义与指标
 
  人体的热平衡机能、体温调节、内分泌系统、消化器官等人体的生理功能受到多种环境要素的综合影响而产生不同的适应感受,例如温度、湿度、气压、光照、风等等。实验表明:气温适中时,湿度对人体的影响并不显著。由于湿度主要影响人体的热代谢和水盐代谢,当气温较高或较低时,其波动对人体的热平衡和温热感就会变得的非常明显。例如,气温在15.5℃时,即使相对湿度波动达50%,对人体的影响也仅为气温变化1℃的作用,也就是说作用非常小。而当温度在21—27℃时,若相对湿度改变为50%时,人体的散热量就有了明显差异。当相对湿度超过80%时,由于高温高湿影响人体汗液的蒸发,机体的热平衡受到破坏,因而人体会感到闷热不适。随着温度的升高,这种情况将会更趋明显。当冬季的天气阴冷潮湿时,由于空气中相对湿度相较其他季节要高,身体的热辐射被空气中的水汽所吸收。加上衣服在潮湿的空气中吸收水分,导热性增大,加速了机体的散热,会使人感到寒冷不适。当气温低于皮肤温度时,风能使机体散热加快。风速每增加1m/s,会使人感到气温下降了2—3℃,风的流动越大散热也越快,就会越让人感到寒冷不适。也就是说,同等温度下,风速增加1m/s,体感就会感觉温度降低了2-3℃。
 
  一般而言,气温、气压、相对湿度、风速四个气象要素对人体感觉影响最大,人体舒适度指数就是根据这四项要素而建成的非线性方程(人体舒适度计算公式为:ssd=(1.818t+18.18)(0.88+0.002f)+(t-32)/(45-t)-3.2v+18.2。其中ssd为人体舒适度指数,t为平均气温,f为相对湿度,v为风速。)。
 
  那么,冬季采暖时采用什么供暖设备才能让环境的舒适度更好呢?
 
  二、环境加温过程中的人体感应舒适度的问题。
 
  原则上,发热源与环境温度的温差越小,在整个升温过程中让人感觉到的不适感就会越低,也就是相对舒适度也就越高。例如:如果室温是12℃,那么稍高于12℃的发热源是让人感觉升温过程中最为舒适的(渐变式升温会让人体感觉不到温度的变化,从而使升温过程舒适性更强)。最为理想、舒适度最高的环境温升方案为(仍以12℃为例):加热源为12.5℃或13℃,当环境温升到12.5℃或13℃时加热源再递增加热源温度,如此循环,一直到设定的理想环境温度。
 
  空调的热源与环境的温差约为20-30℃,水暖与水暖式地暖热源与环境的温差约为40-60℃,电暖器的温差则大多为100-400℃,有些产品更是高达吓人的700-1000℃。因此,低温热源的供暖设备就成了采暖方式的首选,如空调、地暖(水暖型)、水暖等,除了少数采用蒸气供暖的普通集中供暖的水暖、地暖、空调都是室内升温舒适度最高的几种采暖方式,也是所有供暖方案中必须要首选的采暖方案。仅从升温过程来看,三种供暖方式中以空调的舒适度最高(低温快递升温并精准温度恒定调控),普通水暖器最低。但空调有一个无法解决的难题(因为其工作原理所致)——在低于5℃时热效率降低,必须要开启辅助加热(电加热管加热)才能起到真正的加热作用,这无疑与电暖器的工作原理一样,舒适度也随之降低(在这种加热模式下,空调因设计所限加热效率会低于电暖器,能效比小于0.8)。所以,环境温度低于5℃的地方建议不要采用空调供暖。
 
  三、从散热量来考量环境升温中对人舒适度的影响。
 
  升温的目的是让环境温度尽快上升到体感最为舒适的环境温度,因此,散热量大就意味着可以尽快达到让体感舒适的温度。
 
  这方面,地暖的供暖方式优势最大。因为地暖的散热面积基本等于房间面积(整体房间的地板都是散热器),所以,大的散热量使升温过程缩短,可以让环境更快达到人体舒适的温度。同时,地暖的热源与环境温度的温差也不大(水暖式地暖与环境的温差大约为40-60℃),与普通集中供暖的水暖器温差基本一致(因散热降温的环境条件不同,地暖的温差会稍高于普通水暖),但地暖的散热量却比普通水暖大出很多倍,最直接的结果就是升温速度要快得多,这也是大家推崇将普通水暖改装为地暖供暖的原因所在。
 
  很显然,空调、电加热电暖器及燃气采暖器在单位时间的散热量上都是无法与地热式采暖方式相比拟的。
 
  可以说,在升温过程中给人舒适度最高的是(水暖式)地暖供暖模式。
 
  四、从环境恒温维系状态中看设备对人体舒适度的影响。
 
  地暖虽然热源散热量大,能较快地对环境进行温升补充热量,但因为其温度调控能力较差,环境温度会有较大的温度波动——这是集中供暖无法回避的一个弊端。在这方面,空调与电暖器的优越性就突出地表现出来了。空调对环境温度的精准调控(0.01-0.1℃/ms)、低温较大散热量(在各种加热产品中的散热量仅次于地暖式采暖)、强制循环环境升温等都是其荣获加热产品舒适度第一宝座的法宝。带有变频模式的空调可以根据环境温度的损失情况进行智能变频工作(调控压缩机电机的工作频率——即:转速),压缩机低速运行加上降低循环风速,以达到控制散热量大小的目的,从而达到环境温度的精准恒温维系。
 
  空调供暖的舒适度如此之高,岂不是采暖设备的首选产品了吗?是的,一点也没错。但前面说过,空调不适应在低于5℃的环境温度中用于对环境加温。所以,低于5℃的环境温度时只能选择电暖器(及燃气暖器)作为环境加温的供暖设备。其中,电暖器的环境温度精准控制能力远大于燃气采暖器,好些的电暖器也采用了精准阶梯式温控系统,控制精准度已经接近于空调的恒温控制,因此恒温效果也相当不错。其次,燃气电暖器是明火电暖气,在燃烧过程中不仅要消耗大量的氧气,也会让湿度流失严重,使用中也更需要补湿和换气。
 
  对于南方没有集中供暖的大部分地区用户来说,装备采暖设备不会是一个短暂的权宜之计,是要年复一年不间断地长期使用,已经成为家居生活中必备的一款产品,所以,不能仅从单一方面判别其优劣,要从自己对各个方面的需求来进行权衡和决策,以使家庭生活在舒适与性价比等方面形成一个可以长期不间断的平衡。
 
  综上所述,在环境温度高于5℃的地区,应当首选空调作为室内加热和恒温采暖设备,低于5℃的环境温度则应选择电暖器作为家庭必备的冬季采暖设备才对。
 
  五、家庭如何选择供暖设备产品
 
  在环境温度最低温度高于5℃时,供暖设备应该首选空调。这不仅仅是因为空调的舒适度非常高,更重要的是空调的能效比远高于其他电暖器产品(空调的能效比一般是大于等于3,而电加热产品能效比最高的是接近于1——一般都远小于1),这是由于空调的工作原理所致——空调不是靠加电来加热,只是用电驱动而通过中间介质制冷剂(如氟利昂或制冷剂)的相态变化来进行制冷或制热,也就是说,1000W的空调能产生3000W的热量(原理详见“逆卡诺循环定律”,因为不是直接的能量转换,与能量守恒定律无关),而电暖器1000W只能产生等于或小于1000W的热量(遵循能量守恒定律)。在环境温度最低温度高于5℃时使用空调采暖会极为节能省电,再加上空调的变频技术(目前大电流设备的变频技术只能用于电磁转换类器件,如电机、压缩机、变压器等),节能省电的效果大概能达到普通电加热电暖器的3-5倍。
 
  但环境温度最低温度低于5℃时只能使用电加热供暖设备或燃气类加热供暖设备(现在最为流行的为壁挂炉,环境加温与热水供应一体化,能为家庭提供系列加热服务),燃煤的采暖方式目前已经淘汰(环境污染问题),不建议使用。
 
  所以,需要系统供暖供热的应优先考虑壁挂炉产品(相对家庭规模较大时较为适用),其次考虑能效比相对较高的电加热电暖器(家庭规模较小时适用),而挑选电暖器要优先选择舒适度较高的产品。
 
  因为现在中国的单独家庭的规模都相对较小,所以电暖器仍然是南方大部分家庭配备的产品。所以在这里简单阐述一下电暖器的挑选原则——都是电暖器,都宣传得那么好,作为一名普通用户该如何去选择电暖器产品才能在加热、节能与舒适度方面达到最佳的效果呢?下面的对电暖器的优选思路供您参考。
 
  1.品牌:要选择优质品牌产品和声誉较佳的产品,以保证产品的品质可靠性、稳定性和一致性。
 
  2.加热源:要选择加热源(指加热管或加热-散热一体器件)加热温度相对较低的产品(厂家未标注时可搜索参考一下网络上的评测或评论或到卖场亲自试一下)。
 
  3.加热模式:同等功耗下同时远红外加热+环境加热形式的组合加热模式要优于单一形式的加热模式——远红外加热是优先对“物”进行加热而电加热管则是只对环境(空气)进行加热。
 
  4.散热量:对同等温度的加热源来说,散热量越大环境温升越快,反过来也可以说,环境温升等同的情况下,散热量越大所需的加热源温度也就越低,舒适度也会越高;散热量的大小可以根据其加热管-散热器之间的热传递的损耗大小、散热片大小、散热的材质(目前散热器所采用的材质有铜与铜合金、铝与铝合金、镁与镁合金、铝镁合金等。铜的散热指数最高——但不等于它的散热量最大,还要取决于散热器整体的设计)等的散热效率有关,可详细咨询和了解详情后斟酌。同等加热功率的条件下,空气热循环速度越快散热量也就越大。这个可以将手放在热风出口就可以测试出来,但要注意,有些电暖器为了达到加大散热量的目的而加装了散热辅助风扇,虽然提高了空气热循环效果,但也会在环境安静时产生噪声,这也是需要认真考量的一个方面——尤其是卧室安装的电暖器。
 
  5.调控能力:电暖器调控的等级阶梯越小,表明其控制加热的操作越频繁,环境温度的波动也会越小,因此温度恒定的水平也越高,应值得优先考虑。
 
  6.智能控制:智能控制是家电发展的主流方向,因此智能控制也是必须要考虑的因素之一。对于电暖器来说,智能控制目前有两种模式:一是环境智能监测并响应;再有就是远程设置与控制(物联网模式)。
 
  7.节能省电:相对来说,能效比(单位能耗与产生的效能之比)越高就会越省电,当然也会越节能;环境温度控制得越低也会越省电,所以选择远红外加热+环境加热模式的电暖器就有可能有效降低环境温度而达到等同的体感温度与舒适度,自然也会越省电。
 
  六、关于环境湿度与加热设备之间的关系
 
  原则上加热设备与湿度之间没有直接关系,湿度的流失基本如下如述:①空调的除湿功能被打开;②室内温度较高且波动较大(温度高时室内湿度高的空气被挤出,温度降低后从外部进入的空气则湿度相对较低,如此循环导致湿度流失);③加热源温度过高导致人体表面湿度流失,使人感到体感湿度降低;④冷热空气流动导致人体表面湿度挥发,致使体感湿度降低;⑤室内温度过高导致人体对湿度的要求相应变高,从而体感湿度不够(相对降低)。
 
  从上述可以看出,湿度与设备本身的加热过程无相关,与体感或间接湿度流失有关,所以,您挑选电暖器时不要再被宣传中所谓的“保湿”指标所迷惑了。
 
  购买电暖器是个长期的投入,购买前请一定要根据所在地区、周围环境、家庭需要、个性要求等方面综合考虑,以免冲动购买之后不满意导致情绪变坏——这可是要陪您几年十几年的产品,心情愉快才是追求的真谛。
 
  想要购买电暖器时不妨去看看法国AIRELEC(安澜)电暖器,综合指标不错哦,品质也是一流。如果你是追求时尚、懂个性、有理想、会享受的时代冲浪“潮”人,它应该就是你寻觅已久的“红颜之已”。
 
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