作者:李南希
2022-06-06·阅读时长7分钟
【解读】李南希
大家好,我是南希。夏天来了,吹空调已经成为司空见惯的事儿了。我们今天就来聊一聊被大家忽略的空调的秘密。大家将听到空调的历史;很多人都没有正确使用的空调,应该如何使用?为什么两性对温度的感知不一样?人类应该如何思考制冷剂的使用?
我们先来看看空调的历史。如果大家看美国《史密森尼》2019年6月24日刊会发现,有制冷效果的机器被发明出来的最初目的几乎都是为了方便科学或工业生产,而非为了让百姓感到舒适。1748年,英国格拉斯哥大学的威廉·卡伦教授在真空中蒸发液体,顺带手发明了制冷技术。之后的100多年里,佛罗里达州的医生约翰·戈里用一台小型蒸汽机冷却空气,为了让患有热带疾病的病人感到更舒服。
到了20世纪初,酷暑一直影响着布鲁克林的印刷业务,天热,湿度变大,书页膨胀,印刷品上的字就会变得模糊,怎么办呢?印刷公司盯上了25岁实验工程师威利斯·开利发明的一种冷却系统。这个系统的原理是一台工业风扇将空气吹向装满冷水的盘管,盘管周围多余的湿度就会凝结,从而产生冷却的空气。这个系统一用上,打印机周围的湿度立刻降低了,凉爽的空气也让工人们感到舒适。到了1922年,开利公司发明了更安全、更小、更强大的离心制冷压缩机,现代空调的前身诞生了。越来越多的制造商意识到不断变化的天气状况对产品的威胁,于是空调席卷了整个工业领域。
与此同时,电影院也普及开来,但这种狭小、黑暗、封闭的空间以散发着污浊空气和汗臭味而闻名。为了争取中上层观众的青睐,空调很快就成为了电影院的特色。电影院的门口还挂着一个大招牌,上面写着“里面很凉爽”,字母被涂成蓝白色的冰柱模样。到了20世纪中期,空调才成为美国家庭的固定设备。《史密森尼》认为,20世纪中期,空调在美国的迅速普及,以及它从公共空间到私人住宅的转变远早于其他国家。虽然世界各地生活在炎热气候中的人们都使用风扇、喷泉和自然通风系统来降温,但只有美国在空调方面消耗的能源达到了极高的程度——2016年,美国空调用电量是欧盟的4倍多,而欧盟人口比美国多1.5倍。如果将美国与欠发达国家进行比较,这些数字就更加明显了,印度的人口大约是美国的4倍,平均气温也比美国高,但印度的空调耗电量仅约为美国的1/6。
(https://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/unexpected-history-air-conditioner-180972108/)
美国《时代》2016年7月20日刊说,很多人都没有正确使用空调,从而影响呼吸道和肺部健康,还费电。那我们要做点什么呢?
第一,每三个月,空调都需要更换或清洗滤芯,如果一台空调每天都在运转,就需要每个月更换或清洗一次滤芯。普渡大学的科学家说,不干净的过滤器会导致空气流动不畅,或者导致蒸发器盘管结冰,也会缩短空调的寿命。第二,空调需要每年保养一次,大家可以在网上查找有关清洁空调线圈和散热片的视频教程,自己保养空调,或者每年请一位专业人士来为空调系统提供一次保养服务。第三,不要把空调温度设置的太低。研究表明,人体能够在一两周内很快适应高温或低温。如果室内温度极低,室外温度很高,我们的身体就会很迷惑。第四,其实没有必要非要开空调,我们可以充分利用风扇。任何类型的风扇,尤其是吊扇,都可以帮助室内空气流通,让人体感觉凉爽。第五,开空调的时候关上衣柜门,可以让温度降得更快。
不知道大家有没有发现,如果在同一个办公室开空调,一些男同事穿着短裤喝着冰水觉得很舒服,而旁边的女同事披着毛毯手捧一杯茶。为什么两性对温度的感觉不一样呢?
英国《BBC新闻》2015年8月4日刊表示,女性更容易感到寒冷,女性在24至25摄氏度的温度下感觉很舒适,而男性更喜欢21至23摄氏度的空间。主要原因是男性和女性的静息代谢率不同。静息代谢率越高,人体就越怕热。影响静息代谢率的一个重要因素是人体内的无脂肪体重。无脂肪体重就是抛开脂肪的体重,如果这部分体重大,静息代谢率就快,普遍男性的肝脏、大脑、骨骼和肌肉加起来的重量多于女性,所以男性拥有更高的静息代谢率。当然,个体存在差异,有些男性的静息代谢率比女性低,因此不是每个男生都怕热,每个女生都怕冷。
再说说婴儿,很多人认为婴儿怕冷,其实他们更怕热。这是为什么呢?人类有两种脂肪——储存多余热量的白色脂肪和产生热量的褐色脂肪。婴儿比成人拥有更多的褐色脂肪,所以在闷热的天气里就会觉得更热,在空调房里不会觉得太冷。
说到空调,我们就必须说一说制冷剂。在20世纪80年代,地球物理学家约瑟夫·法曼探测到南极上空出现了臭氧空洞,就是因为人类使用了大量的氯氟烃造成的。氯氟烃大家很陌生,但是都听说过氟利昂,氟利昂就是氯氟烃的一种。1974年,工业化国家以每年100万吨的速度大量生产氯氟烃,这是地球上从未大量出现过的化学物质,相当于50多万辆汽车的质量。就在那一年,大气化学家认为,氯氟烃中的氯原子与大气中的氧原子结合,破坏了大气中微妙的化学反应,从而破坏平流层中的臭氧。臭氧层可以吸收大部分的太阳紫外线的辐射。臭氧层厚度下降1%,就会导致数以千计的皮肤癌新病例的产生。如果持续下降,海洋食物系统就会崩溃,最终地球上所有生命都将灭绝。
到1997年,工业化国家已经完全停止生产氯氟烃了,人类合成了新型的制冷剂氢氟碳化物,这种化合物对臭氧层没有太大的威胁。故事到这里本应该结束了,但是问题又来了。《时代》2021年6月30日刊表示,氢氟碳化物属于温室气体。它们吸收来自太阳和地球的红外辐射,并阻挡通常逃逸到外层空间的热量。二氧化碳和甲烷也有同样的作用,但氢氟碳化物吸收热量的速度更高。虽然大气中制冷剂分子的数量远远少于其他温室气体,但其分子对分子的破坏力却远远大于其他温室气体。
30年来,氢氟碳化物的产量呈指数增长。今天,氢氟碳化物几乎为家庭、办公室、超市或车载空调提供冷却动力,还冷却疫苗、输血用血液、温度敏感药物等。2019年,氢氟碳化物造成的全球变暖排放相当于1.75亿吨二氧化碳。2021年5月,美国环保署表示,将开始逐步减少氢氟碳化物的使用,并以更环保的替代品取而代之。专家们一致认为,迅速停止使用氢氟碳化物可以在下个世纪防止全球0.5ºC的升温。
不管怎么说,从氟利昂到氢氟碳化物,我们一直在更换化学制冷剂,却没有认真考虑为什么要制冷。(https://time.com/6077220/air-conditioning-bad-for-planet-how-to-fix/)
英国《卫报》2019年8月29日刊表示,全球空调数量超过了10亿台——大约每7个人就有一台。预测到2050年,这个数字可能会超过45亿,空调和手机一样无处不在。国际能源署预计,空调将消耗全球约13%的电力,每年产生20亿吨二氧化碳。换句话说,气温升高导致更多的空调,更多的空调又会导致气温升高。
在1990年,全球只有大约4亿台空调,大部分在美国。推动空调兴起的不是消费需求的激增,而是战后房地产大繁荣的影响。1946年至1965年间,美国新建了3100万套住房,对建造这些房子的公司来说,空调是天赐之物。建筑师和房地产公司不再担心气候问题——他们可以在气候完全不同的州销售同样风格的房子。
此外,电力公司也助推了空调的普及。电力公司为了盈利,希望客户在家里使用更多的电,这样他们就可以扩张和建设新的发电厂。1935年,联邦爱迪生公司就在年终报告中指出,空调的电力需求以每年50%的速度增长,为未来提供了巨大的潜力。空调的发明比第一架飞机和第一个公共无线电广播都要早,而且基本技术自1902年以来没有发生太大变化。与许多深入社会、总体上推动全球变暖的消费品一样,空调躲过了大多数政府的注意,没有一个部门负责处理空调问题。
那为了应对气候问题,人类该怎么办呢?从空调本身来说,目前市场上的普通空调的效率大约是市面上最好的空调的一半。即使只是缩小这一差距,未来的排放量也会减少一大部分。从立法层面来说,有一些一刀切的例子很有意思。上世纪80年代中期,日内瓦的气候比美国大部分地区都要温暖,当地政府禁止安装空调,除非得到特别许可。这种方法在瑞士也比较普遍,因此,空调只占全部用电量的不到2%。瑞士人似乎也不太怀念空调——人们很少谈论空调的缺失,他们基本上已经不再依赖空调了。
行,本期我们就聊到这里吧,我是爱读外刊的南希,拜拜了您嘞。
(点击上图收听往期栏目)
制作人:李南希
音频编辑:张译丹
审校:天健
发布时间:2022年6月6日
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