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空調(diào)頻繁切換其實(shí)耗電更多？真正的節(jié)電規(guī)律是什么

較真要點(diǎn)：

空調(diào)經(jīng)常開(kāi)關(guān)，但耗電量更大。減少室內(nèi)外溫差，盡量減少室內(nèi)外熱交換是最有效的節(jié)電方式。

查證者：力學(xué)Nerd王小胖|南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院副教授

夏天空調(diào)熱的時(shí)候，電費(fèi)讓人受傷。有句話叫“先開(kāi)空調(diào)，涼了關(guān)，熱了開(kāi)。這個(gè)循環(huán)可以大大縮短空調(diào)的制冷工作時(shí)間，節(jié)約電能”。這個(gè)說(shuō)法靠譜嗎？

首先，空調(diào)是開(kāi)著關(guān)著的，但是要多花些電

在炎熱的夏天，酷熱難耐。WIFI、西瓜、空調(diào)，是夏天不可缺少的三大夏日神器。三者之中，空調(diào)是“電老虎”。每年夏天，作者的電費(fèi)都會(huì)上漲。對(duì)于較大的辦公空間，空調(diào)的耗電量是一筆很大的支出。

“先開(kāi)空調(diào)，涼了就關(guān)，熱了就開(kāi)……”，這種做法能省電嗎？根據(jù)《健康時(shí)報(bào)》 [1]，國(guó)內(nèi)外有人[2-3]做過(guò)這樣的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。結(jié)論很殘酷。——間歇性工作的空調(diào)耗電量更大。

當(dāng)然，長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉空調(diào)，其整體耗電量肯定會(huì)少一些。但是，如果關(guān)閉間隔太長(zhǎng)，人體會(huì)感到不舒服。人體要想舒適，空調(diào)關(guān)閉間隔不能太長(zhǎng)。在這個(gè)前提下，空調(diào)開(kāi)開(kāi)關(guān)關(guān)的耗電量一般會(huì)更大。

第二，由于空調(diào)啟動(dòng)階段能耗高，開(kāi)關(guān)數(shù)量會(huì)增加，總能耗也會(huì)增加

首先簡(jiǎn)單介紹一下空調(diào)的工作原理。最簡(jiǎn)單的空調(diào)由壓縮機(jī)、換向閥、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成。

冷卻時(shí)(下圖左)，壓縮機(jī)開(kāi)始工作，壓縮流體做功，升高流體溫度，向箭頭方向流動(dòng)；流體從壓縮機(jī)出來(lái)后，進(jìn)入冷凝器與外界空氣進(jìn)行熱交換，管道內(nèi)流體溫度降低；進(jìn)入節(jié)流閥后，管道內(nèi)流體的溫度繼續(xù)降低，管道內(nèi)流體的壓力被“釋放”；管道中的流體進(jìn)入蒸發(fā)器后，與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換，帶走室內(nèi)的高溫。其中，壓氣機(jī)的作用最關(guān)鍵，它把低壓流體變成高壓高溫流體。因此在四大部件中，它是耗能大戶。

空調(diào)原理(來(lái)源：工程熱力學(xué)課件)

當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子部件的轉(zhuǎn)速?gòu)?增加到規(guī)定的速度。在這個(gè)過(guò)程中，除了壓縮流體做功、摩擦和隨機(jī)振動(dòng)的能量消耗外，還有一個(gè)是啟動(dòng)耗能，也就是讓轉(zhuǎn)子加速的耗能.轉(zhuǎn)子越大，這部分消耗的能量越多。

兩種模式能耗對(duì)比(圖片由作者提供)

如果空調(diào)頻繁開(kāi)關(guān)，空調(diào)的總能耗曲線會(huì)如上圖中的藍(lán)色曲線所示：雖然空調(diào)不工作時(shí)不消耗能量，但啟動(dòng)階段的能耗要高得多。如果次數(shù)多了，總的能耗反而會(huì)超過(guò)一直開(kāi)著空調(diào)的能耗(紅色曲線)。而且空調(diào)工作時(shí)間越長(zhǎng)，反差越明顯。

第三，怎樣才能科學(xué)省電

既然空調(diào)頻繁切換不能省電，那怎么省電呢？實(shí)際上，在空調(diào)內(nèi)部流動(dòng)的工作介質(zhì)(實(shí)現(xiàn)熱量和功的轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)，如燃燒氣體、水蒸氣、制冷劑等。)來(lái)回循環(huán)，夏季屬于制冷循環(huán)，冬季屬于熱泵循環(huán)。所謂省電，就是提高循環(huán)的熱效率.

早在1824年，法國(guó)工程師卡諾就提出了卡諾循環(huán)，它是熱效率最高的循環(huán)，但只存在于理想循環(huán)中。然而，卡諾循環(huán)為提高熱效率指明了方向。

卡諾循環(huán)的熱效率(來(lái)源：工程熱力學(xué)課件)

在上式中，T1是高溫，T2是低溫。想要提高熱效率，就要縮小高低溫差。因此，在夏季降溫時(shí)，室內(nèi)溫度是設(shè)定的

不要和室外溫度相差太遠(yuǎn)，夏季設(shè)置26℃，是個(gè)比較合理的溫度，能夠在保證人體舒適的前提下，盡量縮小與室外的溫差。冬季同樣如此。除濕功能之所以省電，一個(gè)關(guān)鍵的原因就在于溫差小。

此外，要盡量保證房間內(nèi)的熱量不流失。除了空調(diào)與外界空氣進(jìn)行熱交換以外，盡量杜絕其他方式的熱交換。遮光窗簾和門簾可以有效阻止一部分熱交換。

上述兩種省電大法效果最明顯，此外，還有幾種可以省電的方法：

1．空調(diào)不用的時(shí)候徹底斷電，也可以省電。因?yàn)槿魏坞娖?，只要通電，都屬于待機(jī)狀態(tài)，都在持續(xù)的耗電中。例如，廣州工業(yè)大學(xué)的一篇碩士論文[4]指出，一個(gè)運(yùn)行功率931W的空調(diào)掛機(jī)，待機(jī)一年耗電有16度。

2．空調(diào)進(jìn)入睡眠模式后會(huì)自動(dòng)提升預(yù)設(shè)溫度，這樣也會(huì)縮小室內(nèi)外溫差，降低能耗。

3．變頻空調(diào)相對(duì)于傳統(tǒng)的定頻空調(diào)更省電。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的定頻空調(diào)，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速無(wú)法調(diào)節(jié)，所以當(dāng)室內(nèi)溫度到達(dá)預(yù)設(shè)溫度后會(huì)停機(jī)；當(dāng)溫度升高時(shí)，又開(kāi)機(jī)繼續(xù)工作。這種運(yùn)行方式，就是前文所講的一開(kāi)一關(guān)的方式，所以定頻空調(diào)的耗電量較大。

而變頻空調(diào)在工作的過(guò)程中，以預(yù)設(shè)溫度為判斷標(biāo)準(zhǔn)，與傳感器實(shí)測(cè)溫度相比較，調(diào)節(jié)壓氣機(jī)的工作轉(zhuǎn)速。溫差大的時(shí)候滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，溫差小的時(shí)候則低速運(yùn)轉(zhuǎn)，從而避免停機(jī)重啟帶來(lái)的額外能量消耗。

還有個(gè)說(shuō)法是，制冷時(shí)風(fēng)口朝上也會(huì)節(jié)能。這個(gè)方法雖能讓房間內(nèi)的冷熱空氣混合得更均勻，但對(duì)省電并沒(méi)有多大幫助。因?yàn)榭照{(diào)設(shè)定溫度后，會(huì)根據(jù)位于空調(diào)室內(nèi)機(jī)上的溫度傳感器來(lái)調(diào)節(jié)，所測(cè)的溫度是室內(nèi)機(jī)附近的溫度，出風(fēng)口的風(fēng)向?qū)鞲衅鳒囟鹊挠绊懞苄　?/p>

總之，空調(diào)工作的原理在于內(nèi)部工質(zhì)流動(dòng)帶來(lái)的熱量交換，主要的耗能部件是壓氣機(jī)。頻繁開(kāi)關(guān)會(huì)增加啟動(dòng)的耗能，造成總耗能增加，結(jié)果不僅不省電反而費(fèi)電了。

參考資料：

[1] 健康時(shí)報(bào)，空調(diào)一開(kāi)一關(guān)費(fèi)電，還是一直開(kāi)著費(fèi)電？終于搞明白了。健康時(shí)報(bào)微信公眾號(hào)，2018年7月11日，https://mp.weixin.qq.com/s/McMURIiA0lqAtoy8AqqecQ

[2] 陳羽，阮萃，空調(diào)成了"耗電大王" 專業(yè)人士分析哪種模式最省電。廣西新聞網(wǎng)-南國(guó)早報(bào)，2016年7月5日，http://www.gxnews.com.cn/staticpages/20160725/newgx5795c045-15187891.shtml

[3]糯米糍，原來(lái)空調(diào)這樣用才最省錢?。?！日本雜志驗(yàn)證，結(jié)果...太驚人。東京微報(bào)告，2016年7月15日，https://mp.weixin.qq.com/s/QjHWuVg5xuG7T5MIxBOr4A

[4]肖志平，家用電器超低待機(jī)功耗的技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)，廣州工業(yè)大學(xué)碩士論文，2018年。