熱死了！冷氣怎麼開最舒服省電？

本文由工業研究院委託，泛科學企劃執行

你能想像不開冷氣在這樣的天氣辦公嗎？平均溫度幾乎天天飆破攝氏 37 度的夏日，冷氣成為人人必需品，但一邊開冷氣、一邊收帳單任誰都會手軟，夏日用電高峰期間，也讓人更想要找出自己的一套省錢方案。有人喝冰涼飲品帶走身上的熱；有人冷氣電風扇雙管齊下，擴大冷氣效益；也有人乾脆全身塗滿清涼劑，希望藉此解身體的熱。花招百出都是想在舒適、省電與省錢間取得最佳平衡。

前陣子網路上出現「冷氣開除濕較省電」的說法，提到如果同時考慮相對濕度，「維持溫度在 30 度、相對濕度 55% 以下」，或是「維持溫度在 32 度、相對濕度 50% 以下」，舒適度應該在可接受的範圍，根本不需要開冷氣。但真的是這樣嗎？影響人們感覺「舒適」的因素到底有哪些？

我們帶著問題找到工研院綠能所研究員江旭政博士，想要一探究竟，到底「舒適」和「省電」間有沒有可能平衡？

在討論網路說法之前，我們要先了解兩個重點。

重點一：不只溫度和濕度會影響「舒適度」

影響人體舒適環境的條件可分為外在的「環境影響參數」與自身的「人體影響因素」兩大類，前者包含空氣溫度、平均輻射溫度、風速與濕度；後者則分為活動量 MET（Metabolism）與衣著量 CLO（Clothing Value）。

活動量：又稱人體的新陳代謝率，單位為 Met，1 Met = 58.15 W/m²（身體表面積）。成人的平均表面積約為 1.7 m²，因此 1 Met 的新陳代謝率會驅使約 100 W 的熱量散發於體外，運動狀態中最高可達 10 Met、睡眠狀態通常只有 0.8 Met，坐姿工作則約 1 Met。

衣著量：1 Clo = 0.155 m² ℃/W，夏季輕裝約為  0.5、一般冬裝約 1.2。

以上因素皆會影響人體對環境感覺舒適的程度。

PMV / PPD 則是常見用來衡量溫度舒適度的指標，PMV 即預測平均表決（Predicted Mean Vote），表示人體對環境冷、熱的感受；PPD 則代表預測不滿意百分率（Predicted Percentage of Dissatisfied），指此狀況下有多少百分比的人會感到不舒適。

重點二：約從 28℃ 起，人體開始以「排汗」為散熱機制

你或許學過，人體散熱機制有三種：對流（佔約 30 – 40%）、熱輻射（30%）與蒸散（30%）。

仔細點解釋，假設熱輻射先不考慮，低溫時，我們主要以「對流」散熱，將熱度從較高溫的人體對流至較低溫的空氣中；當外界溫度高時，則會透過發汗與呼吸「蒸散」體內熱度。而蒸散的速度又與「相對濕度」有關，相對濕度越高，發汗速度就越慢，也更容易覺得熱。

了解以上兩個重點之後，我們來看這張美國冷凍空調學會（ASHRAE）提出的舒適範圍表格（Thermal comfort chart）：橫軸為溫度、縱軸是絕對濕度（每公斤空氣中有幾克水），圖中曲線代表相對濕度，深灰色區域則是人們能感到舒適的範圍。

顯然 30-32℃ 並沒有落在舒適區，而人體在此溫度下也以「蒸散」——也就是以流汗的方式——為主要散熱機制，想嘗試此方式的人恐怕得考慮到這點。「將相對濕度控制在 50% 以下」這件事，的確有助於汗液的蒸散，但是台灣是海島性氣候、經年較潮濕，要用一般的空調系統將相對濕度降低至 50% 以下是相當困難的；這樣的高溫下，恐需搭配 1 m/s 以上的風速（於戶外或採自然通風建築較尋常），才能達到舒適性。

當你把冷氣調成「除濕」……

回到冷氣該怎麼開的問題。既然相對溼度是影響舒適度的因素之一，那我們使用「除濕」功能，應該能舒服又省電吧？

事實上，這和冷氣的鰭管（fin tube）設計與空氣流速有關。

一般來說，開啟「除濕」功能時，冷氣的風速會變慢，好讓空氣更緩慢地流經被冷卻的鰭管（也因此出風口的空氣溫度會更低），充分的交換熱量確保有更大量的水氣被冷凝為水珠，更能降低室內濕度。如用下方空氣性質圖來說明，就是空氣被冷卻後離開鰭管的溫度（cc）越靠近 100% 飽和線的露點（cadp），則除濕量越多。

然而，冷氣的鰭管有其限制，圖中也可看到，低溫處的曲線平坦、斜率較小，意思是要降低更多溫度才能再調低濕度，這時冷氣的出風溫度也會變得太冷。越冷的空氣沉降速度越快，加上風速慢，不利於室內空氣均勻分布，可能更容易產生「離冷氣近的人冷得穿外套，離冷氣遠的人熱得搧風」的情形，對於提升整體舒適度不見得有利。

為什麼開 26-28℃ 最省電？

冷氣透過壓縮機將熱氣排出，因此室外與室內溫差越小，用在消耗降溫的電力就越少。而再次請出「舒適範圍表格」，在冷氣可以達到的最低相對濕度 50% 下，又符合舒適區條件的最高溫度就是 26℃ – 28℃。

不過，粗略量化人體感受溫度的舒適指數，過程仍有許多假設和簡化，終究只能作為「參考值」，到底準不準，可能還是得回歸各人對溫度的感受最直接真實。聊到這，江旭政博士笑說網路上也有 PMV / PPD和舒適度量表，只要輸入溫度、活動量、衣著量等數值，就可測出這樣的因素組合到底是否舒適，大家不妨自己玩玩看囉！

炎熱的夏天不外乎想在舒適的環境下又能減少用電，不論是冷氣或是其他家庭節電手法，歡迎至節約能源園區做進一步的了解。

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PMV / PPD 和舒適度量表範例：

進入舒適度計算網站：CBE Thermal Comfort Tool，原來預設參數：風速 0.1 m/s, Met = 1.1，在 26℃ 時仍會在舒適區域內。

若其他條件不變，將溫度調至 28℃ 時，則會偏離舒適區域。

示範預設參數：提高風速至 0.3 m/s，可以在 28℃ 時拉回舒適區域！這也回應用個小風扇可以讓空調環境既節能又舒適。

 

資料來源：

1. Robert Bean(2013), Formulas For Success, HPAC.
2. S.A. Sherif(2002), Overview of Psychrometrics, ASHRAE Journal.
3. 舒適度計算網站：CBE Thermal Comfort Tool