極端的高溫天氣如何高效使用空調(diào)？
極端高溫越來(lái)越頻繁
咱們來(lái)看幾個(gè)例子：
比如，全球互聯(lián)網(wǎng)巨頭的服務(wù)器都在它們的本部嗎？不，那樣太不劃算了。它們的服務(wù)器總耗電量超過(guò)幾個(gè)巨型發(fā)電站的裝機(jī)容量，所以建設(shè)的時(shí)候必須考慮用電成本。
此外，還有一個(gè)要考慮的因素和電費(fèi)并重，那就是溫度。我們知道，今天頂級(jí) CPU 全負(fù)荷工作時(shí)，CPU 那個(gè)小小的空間內(nèi)的熱量密度其實(shí)超過(guò)核電站反應(yīng)堆內(nèi)壁的熱量密度。于是為了讓服務(wù)器穩(wěn)定工作，必須提供強(qiáng)勁的散熱，把散熱設(shè)施從上萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘的風(fēng)扇升級(jí)到像大樓里管道一樣密密麻麻的一體式液冷散熱系統(tǒng)。有時(shí)候，散熱系統(tǒng)的造價(jià)能達(dá)到整個(gè)計(jì)算中心的 1/5。
因此，為了節(jié)約費(fèi)用，服務(wù)器集群往往建在地球上供電穩(wěn)定、電價(jià)低且涼快的地方，基本上都靠近北極圈。這樣就不用把散熱系統(tǒng)弄得那么豪華了。
而今年夏天，包括谷歌、甲骨文在內(nèi)的很多大公司在英國(guó)北部的數(shù)據(jù)中心都頻繁發(fā)生冷卻方面的故障。
倫敦的盧登機(jī)場(chǎng)跑道和皇家空軍基地的飛機(jī)跑道相繼被熱化了，停飛了很多飛機(jī)。葡萄牙北部城市尼揚(yáng)在 7 月 14 日達(dá)到了 47℃ 的最高溫度。法國(guó)南部也有很多城市超過(guò)了 40℃。
此外，《科學(xué)進(jìn)展》雜志上還有一個(gè)對(duì)濕球溫度的統(tǒng)計(jì)，分析了 1979 年到 2017 年間全球近 8000 個(gè)氣象站每小時(shí)的溫度記錄。結(jié)果是這樣的：
在上世紀(jì)七八十年代，全球每年只記錄到 1-4 次濕球溫度超過(guò) 33℃ 的特殊事件；而到了最近 10 年，每年出現(xiàn)的次數(shù)是 20-40 次。如果以人感覺(jué)比較難受的溫度，也就是濕球溫度 27℃ 來(lái)計(jì)算，上世紀(jì)七八十年代，每年大約有 4 萬(wàn)到 10 萬(wàn)次超過(guò)這個(gè)值；而最近 10 年，是 40 萬(wàn)到 60 萬(wàn)次超過(guò)這個(gè)值。
總之，極端的炎熱天氣已經(jīng)越來(lái)越頻繁了。
空調(diào)也會(huì)罷工
當(dāng)然，我們也能聽到一種說(shuō)法：
就算是熱，也不是 365 天都那么熱，每年 3 個(gè)月的夏天里，就算按夸張的算，會(huì)有 50 天出現(xiàn)濕球溫度超過(guò) 35℃ 的情況，但在那些天我們可以像躲避臺(tái)風(fēng)一樣不出門，在有空調(diào)的屋子里工作，不是一樣可以維持正常生活嗎？
其實(shí)不一定。因?yàn)檎嬲茉诩肄k公的人只占需要上班的人的 5% 不到，大部分人工作時(shí)都還是要去現(xiàn)場(chǎng)的。除此之外，另外一個(gè)難點(diǎn)就是用電緊張。這個(gè)問(wèn)題不用多說(shuō)，自從去年冬天以來(lái)，我們就都能感受到。今年，這個(gè)問(wèn)題還會(huì)繼續(xù)加劇。
即便我們假設(shè)不存在必須出門和用電困難的問(wèn)題，也依然存在下一個(gè)問(wèn)題，就是空調(diào)也會(huì)因?yàn)樘珶岫T工。太熱的時(shí)候，我們并不能安穩(wěn)的躲在空調(diào)房里。
如果你留意過(guò)空調(diào)室外機(jī)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，標(biāo)簽上有一個(gè)工作溫度范圍，一般是 -7℃ 到 43℃。這個(gè) 43℃ 就是空調(diào)工作的最高溫，超過(guò)之后，空調(diào)離罷工就不遠(yuǎn)了，幾分鐘的事兒。而且在接近這個(gè)溫度的時(shí)候，空調(diào)的制冷效果就已經(jīng)很差了。
有人可能說(shuō)，不對(duì)啊，35℃ 離 43℃ 的上限還差得遠(yuǎn)呢，怎么可能罷工？那是因?yàn)閯偛耪f(shuō)的 35℃ 只是濕球溫度。
所謂濕球溫度，指的是在環(huán)境里放一個(gè)濕濕的小球，盡你所能的用環(huán)境中的空氣吹它，這樣小球上的水分蒸發(fā)時(shí)會(huì)帶走熱，就能給小球降溫，能降到的那個(gè)最低溫度就是濕球溫度。
所以，濕球溫度和環(huán)境溫度與濕度這兩個(gè)參數(shù)有關(guān)。我舉一個(gè)夏天比較常見(jiàn)的溫度和濕度的組合 —— 47℃ 的環(huán)境溫度、50% 的濕度，這個(gè)參數(shù)下的濕球溫度就正好是 35℃。所以實(shí)際上，當(dāng)濕球溫度超過(guò) 35℃ 的時(shí)候，環(huán)境溫度往往已經(jīng) 40 幾度，超過(guò)空調(diào)工作的上限了。
為什么空調(diào)超過(guò)43℃會(huì)罷工？
為什么空調(diào)在超過(guò) 43℃ 時(shí)就罷工了呢？原因和熱效率有關(guān)。
家用空調(diào)由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥四大部分組成，四部分連通成封閉的環(huán)路，環(huán)路里充滿了制冷劑。
壓縮機(jī)就像心臟一樣，使制冷劑像血液一樣在環(huán)路里持續(xù)流動(dòng)。同時(shí)，壓縮機(jī)還會(huì)把處于低溫的氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫、高壓的液態(tài)，然后再送到冷凝器里去降溫。也就是用空調(diào)室外機(jī)里那個(gè)巨大的風(fēng)扇去吹它，讓制冷劑變?yōu)楦邏骸⒊氐囊簯B(tài)狀態(tài)。
然后，制冷劑經(jīng)過(guò)節(jié)流閥、進(jìn)入蒸發(fā)器，也就是室內(nèi)機(jī)里那些銅管一樣的東西。這里空間突然增大，壓力減少，制冷劑就會(huì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，這個(gè)過(guò)程需要吸收大量的熱，而這個(gè)熱就是室內(nèi)空間里的熱。由于制冷劑總是流動(dòng)的，于是室內(nèi)的熱就這樣被制冷劑搬到了屋外。這就是空調(diào)制冷的簡(jiǎn)單原理。
在這個(gè)過(guò)程中，制冷的效率有高有低，這當(dāng)然和制造工藝有關(guān)，但也和物理定律有關(guān)。就算工藝完美，也依然受物理定律的限制。
其實(shí)，這個(gè)定律就是卡諾循環(huán)的熱效率計(jì)算方法。咱們就不在音頻里細(xì)說(shuō)了，我拿空調(diào)的國(guó)標(biāo)中的一些參數(shù)舉例子，你就能理解室外溫度升高對(duì)空調(diào)制冷效率的降低有多明顯了：
我們知道，空調(diào)是利用一部分電能把一部分熱能搬運(yùn)出去的機(jī)器，于是國(guó)標(biāo)中，制冷功率就對(duì)應(yīng)它使用了多少瓦的電能，制冷量就對(duì)應(yīng)有多少瓦的熱被搬運(yùn)了出去。
在 30℃ 的室外溫度時(shí)，用 363 瓦的電可以搬運(yùn) 2051 瓦的熱，相當(dāng)于 1 份電搬運(yùn) 5.7 份熱。而國(guó)標(biāo)中當(dāng)溫度達(dá)到 38℃ 時(shí)，要求不得低于用 1895 瓦制冷功率搬運(yùn) 4395 瓦的熱，相當(dāng)于 1 份電搬運(yùn) 2.3 份熱。你看，搬運(yùn)熱能的效率是不是大幅下降？而參數(shù)變化只是從 30℃ 增加到 38℃ 而已。
在 43℃ 時(shí)，大部分空調(diào)要用好幾份電才能搬運(yùn) 1 份熱。這時(shí)候搬運(yùn)走的熱，可能還不如通過(guò)墻體、空氣流動(dòng)或者玻璃投射進(jìn)來(lái)的光給室內(nèi)加溫的功率呢，于是空調(diào)就等于沒(méi)用了。
而且，一旦空調(diào)工作在 43℃ 的時(shí)候，它各部件都是滿負(fù)荷工作的，自身的發(fā)熱量也非常大，而這時(shí)候，環(huán)境溫度又太高，熱量無(wú)法散出去，于是連低效的制冷也不能持續(xù)，自己就因?yàn)檫^(guò)熱保護(hù)而罷工了。
所以，如果真的處于濕球溫度 35℃ 的環(huán)境，氣溫往往已經(jīng) 47℃ 了，今天絕大部分家庭的空調(diào)都會(huì)失效的，想通過(guò)當(dāng)前的空調(diào)避過(guò)一年里那 50 天致命高溫是不太可能的。
如何高效使用空調(diào)？
當(dāng)然，這只是指普通的家用空調(diào)，如果是特種制冷劑、特殊設(shè)計(jì)的空調(diào)，還是可以工作在更加惡劣的環(huán)境中的。假如真到了那一天，熱到了無(wú)以復(fù)加的地步時(shí)，相信這樣昂貴的空調(diào)也會(huì)逐漸普及的。
但和用空調(diào)保命比起來(lái)，不讓地球熱到那個(gè)地步才更加穩(wěn)妥，否則一次意外停電可能就比一次大流感造成的死亡還要多了。
盡管我們中的大部分人不會(huì)活著見(jiàn)到家鄉(xiāng)的濕球溫度一年中有幾十天超過(guò) 35℃ 的時(shí)候，但把空調(diào)用好，還是當(dāng)下很值得說(shuō)的話題。
想要高效使用空調(diào)，你可以記住一個(gè)方法：在開啟空調(diào)的時(shí)候，把風(fēng)量設(shè)置到最大，等覺(jué)得溫度合適后，再把風(fēng)量調(diào)小就行了。這樣可以讓屋里最快的涼下來(lái)，而且也最省電。
雖然我們會(huì)設(shè)定空調(diào)的溫度，但在空調(diào)的測(cè)溫點(diǎn)到達(dá)那個(gè)設(shè)定值之前，空調(diào)不論是定頻的還是變頻的，都會(huì)一律以最大功率制冷。設(shè)置 16℃ 和設(shè)置 26℃，在最初幾十分鐘到一時(shí)里，耗費(fèi)的電能其實(shí)是一樣的，只有當(dāng)溫度到達(dá)設(shè)定點(diǎn)后，空調(diào)才會(huì)降低功率。在此之前，我們要做的就是把風(fēng)量開到最大，把它好不容易制造出來(lái)的冷氣盡量利用上。
最后，提醒你多喝水，避開烈日，平安度過(guò)這個(gè)酷暑。
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