提升空調(diào)采暖舒適性，行業(yè)仍大有可為

10月份，國家氣候中心發(fā)布預(yù)測(cè)稱，今年冬季將有一次弱到中等強(qiáng)度的拉尼娜事件影響我國，東部地區(qū)氣溫可能偏低，出現(xiàn)“冷冬”。而剛進(jìn)11月，第一波寒潮已經(jīng)上路，它將帶來我國大部分地區(qū)降溫8℃-16℃。瑟瑟發(fā)抖而又無集中供暖可用的時(shí)候，空調(diào)成為不少家庭，尤其是南方家庭重要的應(yīng)急采暖器具。

不過，在采暖體驗(yàn)上，相比于集中供暖、壁掛爐、地暖等，空調(diào)產(chǎn)品不幸“墊底”，噪音大、臉燙腳冷、呼吸干燥、室外溫度低于-5℃時(shí)頻繁停機(jī)、出風(fēng)異味等都是消費(fèi)者反映的槽點(diǎn)。

“熱從腳起”提升空調(diào)制熱均勻性

針對(duì)用戶痛點(diǎn)，近年來空調(diào)企業(yè)也在從多方面發(fā)力改善空調(diào)制熱效果。

TCL空調(diào)事業(yè)部產(chǎn)品中心總經(jīng)理熊軍告訴中國家電網(wǎng)，影響人體舒適體驗(yàn)的因素很多，比如溫濕度、室內(nèi)氣流組織的分布等屬于熱舒適性探索范疇，噪音、音質(zhì)、振動(dòng)等屬于聲品質(zhì)范疇，而出風(fēng)潔凈、清新度和健康度等則屬于空氣品質(zhì)范疇。作為空氣調(diào)節(jié)家電，空調(diào)確實(shí)對(duì)建筑內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量影響很大，比如，研究表明當(dāng)人體夏季處于24℃-28℃，冬季處于18℃-24℃的溫度區(qū)間時(shí)，其體驗(yàn)是相對(duì)舒適的；再如，冬季待在空調(diào)房感覺臉燙腳冷，考慮與房間內(nèi)氣流分布不均和密閉環(huán)境內(nèi)二氧化碳濃度積聚有關(guān)。提升空調(diào)制熱舒適性，既要針對(duì)具體問題各個(gè)擊破，又要綜合考量能效、靜音等因素，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化。

“空氣本身的物理特性是熱空氣上浮、冷空氣下沉，所以空調(diào)制熱時(shí)很容易發(fā)生熱空氣聚集在房間上部，空氣溫度出現(xiàn)明顯分層，造成人體感覺上熱下涼。事實(shí)上，國標(biāo)《GB/T33658-2017室內(nèi)人體熱舒適環(huán)境要求與評(píng)價(jià)方法》中提及，當(dāng)頭部與腳踝部垂直空氣溫差<3℃時(shí)，人體是感受舒適的。但我們?nèi)霊粽{(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有空調(diào)在制熱時(shí)房間的垂直溫差最大可達(dá)15℃，熱舒適性體驗(yàn)肯定很差。”來自奧克斯空調(diào)的研發(fā)人員王小婷告訴我們，所以解決熱風(fēng)落地難對(duì)于提升空調(diào)制熱舒適性至關(guān)重要。

“房間的垂直溫差主要受空調(diào)出風(fēng)溫度、出風(fēng)角度和出風(fēng)速度影響。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試中，我們發(fā)現(xiàn)如果空調(diào)制熱運(yùn)行高風(fēng)擋，其出風(fēng)速度遠(yuǎn)高于低風(fēng)擋，制熱量高，熱風(fēng)落地性比較好；一旦風(fēng)擋降低，熱風(fēng)落地性就會(huì)變差，熱風(fēng)集中于人體中上部，大約在1.1米以上區(qū)域，而這對(duì)人體而言，是一個(gè)無效加熱區(qū)。行業(yè)傳統(tǒng)的解決方案是提升壓縮機(jī)頻率，加大整機(jī)制熱量，現(xiàn)在空調(diào)制熱時(shí)的出風(fēng)溫度可達(dá)到50多度，但問題還是沒有解決——升頻增加了制熱量，如果是高風(fēng)擋，熱風(fēng)可以落地，室內(nèi)溫度均勻性會(huì)提升；但如果是低風(fēng)和靜風(fēng)擋，熱風(fēng)仍舊不落地，太高的制熱出風(fēng)溫度，反而加大了人體活動(dòng)范圍內(nèi)的溫差，尤其在據(jù)地面0.1米處，溫差最大，這里也正是人體腳踝處。”

如何解決“熱從腳起”?“其實(shí)，我們后來分析，低風(fēng)檔和靜風(fēng)擋主要還是風(fēng)速太小，”王小婷說，“讓熱風(fēng)配合風(fēng)速是一種解決辦法，熱風(fēng)不是不能垂直向下走，只是不能持續(xù)貼邊走，它會(huì)出現(xiàn)逸散，那么如何讓它在接近地面而不是半途逸散呢?行業(yè)中提出另一種解決方案，即改善出風(fēng)角度和出風(fēng)速度。”奧克斯目前采用了雙導(dǎo)風(fēng)門設(shè)計(jì)，在吹出熱風(fēng)后，通過調(diào)節(jié)雙導(dǎo)風(fēng)板的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)下壓，這樣熱風(fēng)垂直貼壁流動(dòng)，到地面再向上逸散，可以顯著提高低風(fēng)擋制熱時(shí)房間的溫差均勻性。

持續(xù)制熱減少溫度波動(dòng)和噪音

“冬季空調(diào)制熱并不是持續(xù)運(yùn)行的，”來自海信空調(diào)的研發(fā)人員陳守海告訴中國家電網(wǎng)，“當(dāng)室外換熱器溫度低于水的凝結(jié)點(diǎn)時(shí)，室外機(jī)換熱器表面會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜并累積，導(dǎo)致熱阻顯著增大，系統(tǒng)換熱表現(xiàn)惡化。因此，行業(yè)內(nèi)通常采用逆循環(huán)除霜進(jìn)行間歇性除霜運(yùn)作，即關(guān)停-除霜循環(huán)-關(guān)停模式。但是這就導(dǎo)致兩個(gè)舒適性問題，當(dāng)空調(diào)低頻運(yùn)行或降頻停機(jī)時(shí)，室內(nèi)機(jī)熱風(fēng)輸出變小或停止，如果除霜循環(huán)時(shí)間很長，室內(nèi)的溫度波動(dòng)會(huì)很大；另外除霜再啟動(dòng)時(shí)的出風(fēng)溫度需要一段升溫過程。”

據(jù)悉，由于大部分制冷劑需要參與到室外機(jī)除霜，只有30%左右維持室內(nèi)機(jī)制熱，除霜時(shí)空調(diào)制熱效率驟降；并且再次啟動(dòng)后，制冷劑回流并參與制熱需要一個(gè)過程。據(jù)海信方面測(cè)算，空調(diào)一次除霜循環(huán)需要5-6分鐘，但除霜后想要達(dá)到除霜前的出風(fēng)溫度，需要20分鐘。

除霜過程對(duì)空調(diào)制熱的影響，是行業(yè)攻堅(jiān)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

針對(duì)空調(diào)制熱除霜問題，目前行業(yè)探索有三條路徑，即除霜、抑霜和無霜路線；相關(guān)的技術(shù)方案包逆循環(huán)除霜、旁通除霜、蓄熱除霜、分段除霜以及超聲波除霜和機(jī)械除霜等，但各種除霜方式均存在明顯優(yōu)缺點(diǎn)。

對(duì)此，空調(diào)企業(yè)一般選擇多技術(shù)路線并行，取長補(bǔ)短。來自海爾的研發(fā)工程師代傳民介紹說，目前海爾在傳統(tǒng)換熱器顯熱除霜的基礎(chǔ)上，開展了對(duì)潛熱除霜的研究。兩相比照，顯熱除霜所需的制冷劑流量多，能夠供應(yīng)到室內(nèi)的流量自然有限，制熱量變小，造成除霜時(shí)室內(nèi)溫度波動(dòng)加大；而潛熱除霜所需制冷劑流量較少，能夠供應(yīng)到室內(nèi)的流量變多，可以減小溫度波動(dòng)，但成本高，控制復(fù)雜。現(xiàn)在，海爾通過將室外換熱器進(jìn)行并聯(lián)分割，在除霜對(duì)象的換熱器前后配置電子膨脹閥，構(gòu)成了制冷劑回路，通過該結(jié)構(gòu)利用制冷劑的冷凝潛熱，實(shí)現(xiàn)了以較少制冷劑流量除霜的目的。

而海信方面則通過使用相變蓄熱材料，除霜時(shí)開啟電加熱，避免制冷劑管路溫度大幅降低，同時(shí)加速制冷劑回流，減少了停機(jī)除霜及重新升溫耗時(shí)，減弱了房間溫度波動(dòng)。

另外，針對(duì)空調(diào)舒適性的一系列新風(fēng)技術(shù)、健康空氣技術(shù)、自清潔技術(shù)等，也可以通過改善出風(fēng)品質(zhì)提升空調(diào)制熱時(shí)房間的空氣質(zhì)量，減少異味、干燥狀況。相信隨著空調(diào)制熱技術(shù)的發(fā)展，空調(diào)也能成為消費(fèi)者冬季舒適采暖的重要器具之一。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。