北方的冬天,雖然室外氣溫很低,但集中供暖讓人們一到家就可以脫下厚厚的外衣,感受屋內的溫暖。身處陰冷南方的朋友則沒有那么幸福,只好各顯神通搬出各種取暖神器。今天小編用巨哥電子發(fā)布的手機熱成像相機C1,觀測常見取暖設備的發(fā)熱表現(xiàn),解疑影響取暖效率的因素,評一評各自的優(yōu)劣。
手機熱像儀觀測空調出風口溫度
所有能量的最終形式都是熱能,電能轉化為熱量的最終效率也是100%,那么是不是所有取暖方式都一樣有效率,一樣省電呢?我們知道熱傳遞的3種方式是熱輻射、熱傳導和空氣對流,不同取暖設備的傳熱方式有所不同,導致效果不一。熱像儀可以把溫度分布的情況直觀展示出來,用顏色的深淺表示溫度的高低。我們從溫度的視界來一探究竟。
1、電暖器
電暖器的熱傳遞方式是熱輻射,靠得越近越能感受到熱度,所以加熱不均勻。通過手機熱像儀我們發(fā)現(xiàn),電暖器溫度最高達到了300℃。
由于沒有形成熱空氣的循環(huán),電暖器加熱嚴重不均。下面的熱像圖中,當電暖器附近被局部加熱到很高溫度時,稍遠位置并沒有被明顯加熱。
電暖器還加熱了周圍的空氣,熱空氣比冷空氣輕,會垂直上升抵達天花板。熱圖像顯示,電暖器正上方的天花板溫度比其它位置高出了2℃??梢?,電暖器有部分熱量損失在天花板上了。
2、電油燈
電油燈內部充有導熱油,接通電源后電熱管內的導熱油被加熱。相比電暖器300度的高溫,電油燈一般不超過85℃,沒有灼熱感,舒適度更好。但由于物體的輻射強度與它的絕對溫度(273+攝氏溫度)四次方成正比,電油燈的輻射強度只有電暖器的15%:(273+85)^4/(273+300)^4 = 15%,需要更多的散熱片才能輻射出足夠的熱量。它的取暖還有一部分是靠加熱空氣來實現(xiàn)。和電暖器一樣,熱空氣直接上升加熱了屋頂,沒有在屋內形成循環(huán),導致效率也不高。
3、暖風機
下圖暖風機的內部最高溫度是180℃,輻射強度不到電暖器的一半:(273+180)^4/(273+300)^4=40%,發(fā)熱面積也不大,所以總的輻射能量遠小于電暖器。暖風機主要通過空氣對流來傳熱,通過風扇強制讓暖風在房間內循環(huán),旋轉起來時循環(huán)更加充分。不像電暖器和電油燈熱輻射所導致的局部加熱,暖風機可以提高房間整體溫度。相比電暖器和電油燈的熱空氣直接上升所導致的熱量損失,暖風機通過強制空氣循環(huán)讓熱空氣在室內充分流動,熱量的使用率更高,也就更省電。不足之處在于運行時有噪聲和風感,舒適度稍差。所以可以在客廳用暖風機,在臥室用電暖器或者電油燈。
4、電熱毯
電熱毯是經濟實惠的取暖神器。它溫度不高,接近人體體溫,熱輻射相對較小,通過褥子和人體直接接觸,主要靠熱傳導傳熱,在被窩里形成一個小的密閉溫室,熱量基本沒有散失。電熱毯產生的這點熱量對于整個房間的溫度影響可以說是杯水車薪。由于只局限于床上加熱,所以也最省電,特別受到小編這種工薪族的青睞。小編還用親身經歷強烈建議大家,一定要選擇尺寸更大的被子,把熱留?。?
5、空調
前面提到的幾種取暖設備都將電能100%轉化為熱能,那是不是已經達到極限了呢?并不是!空調的制熱效率可以超過100%。What?這怎么可能?解答這個問題需要我們了解空調制熱的原理。當空調制熱時,壓縮機將室內空氣加熱的同時,使得外機降溫到低于環(huán)境溫度,從而能夠吸取外界的熱量。通俗地理解,空調制熱時把外面的熱搬到了室內(使得外面的溫度更低),所以制熱效率大于100%,產生相同熱量時比暖風機更省電。但是在北方冬季室外溫度已經很低的情況下,空調不能有效從外界吸收熱量,主要依靠電輔熱,制熱效率就不高了。