古人智慧：这种空调更节能省电！

文章编号：13026 / 更新时间：2024-03-01 22:52:02 / 浏览：次

夏天来了，又到了吃烧烤、喝啤酒的季节，我们经常看到在路边摊上吹着空调、喝着啤酒、大快朵颐的食客。

不知道你有没有观察过，这种吹出凉风的空调扇可不是我们办公室或家里安装的那种空调器，这种空调扇和户外喷雾降温，甚至和古代的自雨亭含凉殿有着相同的原理，它们利用的其实是蒸发冷却。

空调扇、户外喷雾系统与自雨亭

一、什么是蒸发冷却？ 古人智慧这种空调更节能省电

蒸发冷却是一种通过水的蒸发来冷却空气的过程，即 水会吸收空气的热量而蒸发从而冷却空气。

空气越干燥，其容纳水分的能力越强，用水喷淋空气时，空气温度的降低程度越大，如果采用温度更低的自来水或井水，其空气的降温效果更佳。

因此， 在高温干燥环境下，采用蒸发冷却空调扇来冷却空气比采用空调器要少消耗很多的电能，从而具有很好的节能效果。

但是 空气中能够容纳的水分含量是有限的 （到达极限后再增加水分就会以液态水的形式从空气中流出），因此，蒸发冷却能够制取的低温空气温度受到这一特性的限制，不可能制取很低温度的空气。

二、原来古人就用过蒸发冷却制冷

数千年前，古埃及和波斯以屋顶风井捕风器的形式使用了蒸发冷却空调。捕风器设置在逆风处，空气沿风井向下流动进入楼内的喷泉处，然后把冷却的空气送入室内。

中东地区带有挡风板的捕风器以及室内喷泉（公元前2世纪的壁画）

在中国古代也有蒸发冷却空调的记录，汉朝发明家丁缓发明了 七轮扇 ，七轮扇连七轮，大皆径丈（《西京杂记》卷一），后世用水力驱动它、并将水流引入到空气流动的位置，不仅提供了动力、还利用蒸发冷却降低空气温度，让人们感觉泠泠瑟瑟，非丝非竹，天籁遥闻（乾隆《圆明园四十景图咏》）。

类似的还有 自雨亭、含凉殿 ，有诗云琥珀盏红疑漏雨，水晶帘莹更通风（刘禹锡《刘驸马水亭避暑》），将冷水输送到顶部，然后从房檐四周流下形成水帘，起到避暑降温的效果。

预估含凉殿原理圆明园四十景水木明瑟

在古代，利用蒸发冷却原理避暑纳凉、清凉一夏往往是达官贵人才能享受到的服务，而今，随着社会的发展，用电驱动制冷的空调器、多联机已经飞入寻常百姓家庭，然而，蒸发冷却这种方式仍然有着不可替代的作用。

蒸发冷却从之前非常简单的一种通风降温方式，转变为一种利用干空气等可再生能源的节能、绿色的技术，将有效推动碳达峰、碳中和的实现。

三、绿色节能的蒸发冷却技术

在西部干旱或半干旱地区，很多工业建筑使用蒸发冷却降温空气系统完全可以替代机械制冷空调系统，而在湿润和半湿润地区，也可以利用露点蒸发冷却实现制冷，从而改善车间的工作环境。

在大数据时代，通信机房和数据中心全年不间断运行，能耗持续增加，而 在冬季或过渡季节利用蒸发冷却技术，结合夏季间接蒸发冷却预冷，可大幅降低全年运行能耗。

蒸发冷却也在家用空调有着不可替代的作用，除了前面提到的空调扇外， 蒸发冷却也可以和新型家用空调技术结合。

在2021年举办的全球制冷技术创新大奖赛中，中国团队提出了集成蒸发冷却和太阳能光伏的先进蒸气压缩制冷技术的空调器方案，将蒸发冷却、太阳能光伏和高效制冷系统有机结合，实现了空调器的高效节能和室内温湿度的精确控制，从2100多支团队中脱颖而出获得冠军。

该技术应用蒸发冷却将干燥的空气作为室内环境的调控手段，结合气候适应的通风控制技术，实现了通风、降温、除湿功能，开辟了空调技术发展新方向。

将蒸发冷却这种有数千年应用历史的技术与新型技术相结合，挖掘蒸发冷却的应用价值和节能潜力，从而能为全球节能减排、低碳转型贡献更多智慧、方案和力量，为绿色发展注入强大动能。

全球制冷技术创新大奖赛颁奖仪式

参考文献：

[1]Kheirabadi,Masoud(1991).Iraniancities:formationanddevelopment.Austin,TX:UniversityofTexasPress.

[2]徐爱清.古人避暑有何诀窍[J].科学大观园,2022,No.645(13):72-75.

作者：杨子旭，清华大学建筑技术科学系博士后

古人夏天在屋内设置的“空调”，工作原理是什么？

虽然我们仍能感受到夏天的美丽，但用不了多久，我们就会感受到它的恐怖，并意识到我们可能离不开这个名叫威利斯·开利(现代空调之父)的人。但是在古代，古代人既没有空调，也没有电风扇。他们是如何度过漫长的夏天的？大家一起来看看吧！

冰室冷藏

第二天凿冰，第三天接在树荫边，这句话出自《诗经·国风》中最长的一句诗，意思是：腊月的冰“冲”了，第一个月就被送到冰室藏起来了。古人挖掘出与太阳隔绝、密不透风的冰室，冬天储存冰。如果没有发生意外，保留几个月也没问题。夏天热的时候，拿几块冰块降温。

石虎通龙

胡适青铜龙最早出现在春秋时期，类似于唐代的自雨亭原理。它通过风力和机械设备将水送到屋顶，然后让水顺着排水管流下来，达到蒸发吸热的效果，降低整个建筑的温度。

庭院

中国传统民居一年四季总能保持适当的温度，这与天井的优点分不开。传统民居一般采用封闭式结构，通风只靠一个天井。天气炎热时，屋外气压降低，屋内空气会通过天井向上流动，带走屋内热量，既能达到通风效果，又能给人一种凉爽的感觉。但现代居住建筑设计一般不考虑空气流通。屋外无风的时候，屋内不可能有风，所以夏天，住在里面的人没有空调是受不了的。

水木·明瑟

曾经是圆明园四十景之一，现在被烧毁了。借助水力，带动风扇。其功能与现代电风扇非常接近，但比电风扇更自然舒适。它不仅能制造风，还能制造水的声音，听起来很凉爽。但是，这种待遇只有皇室才能享受。其实古人有很多种方法可以逃避热量。《西京杂记》中还记载了一种叫“竹简”的乐器，在一块竹子周围开了一个洞。风一吹，就能让风往四面八方吹。腋下睡觉很舒服。

同时，古人也发明了很多食物来消暑。唐朝有一种食物叫“素山”，有点像现代的冰淇淋。南北朝时，有人发明了一种叫汤饼的热食，可以促进人出汗，帮助降温。夏天我们在空调房里瑟瑟发抖的时候，古人发明了那么多自然的避暑方法，不得不佩服古人的智慧！

哪种空调最省电？

变频空调，此种空调是最省电的，原因如下：恒温，如高能效的全直流变频空调，控温精度达0.1度，有的还搭载人体感温系统，体感非常舒适。强大高效的制热能力。 1.5匹的变频空调最高可输出8100w,从而甩掉了高能耗、不安全的电辅热。同品牌1.5匹的定频机只能输出4300w。静音，定频机制热时一般你是无法开着适宜的温度睡觉的，因为它一会儿有风一会没风，特别闹腾。全直流变频空调达到设定温度后就以低风速稳定出风，非常静音。（普通低端直流变频空调如内机风扇电机、步进电机用交流电机的，静音效果会大打折扣。交流电机会感应压缩机工作的声音，发出嗡嗡声。以下是有关空调省电的方法：家用空省电第一招：选择适宜的出风角度使用空调选择适宜的出风角度会使空气的温度降得更快。空气温度变低后，冷气流容易往下走，制冷时出风口向上，这样的制冷效果好。而在冬天时，热气都是往上走，制热时出风口应该向下，这样也能达到节能的效果。家用空省电第二招：改进房间的维护结构减少房内外热量交换，利于省电。对一些房间的门窗结构较差，缝隙较大的，可做应急性改善：如用胶水纸带封住窗缝，在玻璃窗外贴一层透明的塑料薄膜，采用遮阳窗帘，室内墙壁贴木丝板塑料板，在墙外涂刷白色涂料减少外墙冷耗。家用空省电第三招，设定适当的温度制冷时，不要设置过低的温度，若把室温调到26-27度，其冷负荷可以减少8%以上。人在睡眠时，代谢量减少30-50%，可将空调设于睡眠开关档，设置温度高2度，可节电20%；冬季制热，温度设置低2度，也可节电10%。家用空省电第四招，空调匹数适应房间大小在选购的时候，应该根据房间体积大小选择空调，使空调的功率应适合房间。每个房间都不是完全密封，同时房屋还要吸收外面的热，当空调完全能够满足房间的制冷时，才不会给空调造成太大的负荷。如果您的房间有向阳的窗户，同时窗户没有窗帘或遮阳棚的话，那么您选购的时候可以略微提升一个档位，空调完全满足房间制冷时，才能提高空调效率。家用空省电第五招，配合电扇、遮阳帘使用如果在使用空调时使用电风扇，电扇的吹动力将使室内冷空气加速循环，冷气分布均匀，可不需降低设定温度，而达到较佳的冷气效果，既有舒适感，也能节电。如果同时采用窗帘等遮阳，减少阳光辐射带来的室温影响。