空调的工作原理

网帆 · 发表于 2011-2-22 00:40:27

空调原理的预备知识：
只要提醒一下，大家都会明白这个道理。大家都打过针吧？起码打过预防针。打针时，护士将酒精棉球擦到我们的皮肤上，我们马上就会感到被擦的地方好凉爽。
可以讲，这是世界上最简单的空调。因为人为地制造了凉爽。
为什么会感到凉爽呢？大家知道，这是酒精蒸发的结果。从而可以得出一个结论，蒸发能制冷。

把水抹到皮肤上，也会感到有凉意，不过没有酒精作用明显。因为酒精比水更容易蒸发，比水蒸发得更快。就是蒸发越快，制冷越好。
影响蒸发快慢的因素还有温度，温度越高，蒸发越快。洗晒的衣服，夏天比冬天容易干，就是因为夏天温度高，蒸发快的结果。
影响蒸发快慢的因素还有压力。压力越低，蒸发越快。在青藏高原烧开水，90度不到就开了，就沸腾了，就大量蒸发了，就是因为青藏高原地势高，压力低的结果。
（网帆说：这么复杂的道理这哥们用几个生活常识就讲明白了，不去做老师太可惜了）

小结：
蒸发能制冷，蒸发越快，制冷越好。温度越高，蒸发越快。压力越低，蒸发越快。

人们为了制冷，千方百计地寻找容易蒸发的物质。现在用的空调采用的蒸发工作物质一般都是氟里昂，氟里昂是总称，分很多种的。
（网帆说，老百姓常把氟利昂叫制冷剂，业内人士一般把氟利昂叫做冷媒，说的都是同一种东西，常见的冷媒有R22和R410）
我们知道，在一般情况下，水要烧到100度才开，才沸腾，才大量蒸发。而氟里昂在零下30度时就开了，就沸腾了，就大量蒸发了。
而且它的化学性质稳定，在一般情况下又无毒性，因此，它是一种比较理想的制冷物质。
现在让我们来做一个模拟试验。假如我们把这个氟里昂，象水一们灌进水箱中，在常温下它就会大量蒸发，水箱外表面就会很冷。
这时我们用风扇吹水箱，出来的风一定很凉爽。这也是一种人为制造凉爽的方法。因此它也是一种空调（不过一般不实用）。
不过，灌进去的氟里昂蒸发了，跑掉了，再灌进去的氟里昂又蒸发了，又跑掉了，就算以400克的小瓶装氟里昂，每瓶最低价六元计算，那要用上一小时这样的空调，光买氟里昂就得花掉一万多元。
看来这种空调没有使用价值。不过我们可以利用它来进一步理解空调的基本原理。

网帆 · 发表于 2011-2-22 00:41:06

常见空调的基本原理都是这样的。现在的问题是费用太高。如何解决呢？就是要重复利用氟里昂。
要重复利用氟里昂，首先要使变成气态的氟里昂还原为液态的氟里昂。
如何使气态氟里昂还原为液态氟里昂呢？只要注意一下我们周围两种极普通的情况，就能想出办法来。
将灌满液化气的钢瓶，稍微摇晃几下，就可体察到，里面大都是液体。这就是液化气被压缩而成的液体。
从而为我们解决这个问题得到一个启发。只要将气体加压，就可以把气体变成液体。而且压力越高，越容易变成液体。
还有一种情况是，锅里烧水，锅盖上会有水珠。大家知道，这是锅里的水蒸汽遇到较冷的锅盖凝结而成的。
这又为我们解决这个问题得到一个启发，只要将气体冷却，就能把气体变成液体。
而且温度越低，越容易变成液体。要重复利用氟里昂，
还要使氟里昂不要漏掉了，不要跑掉了。这就要一个密闭的系统。人们都叫它做空调系统。

小结：
加压和冷却都可以使气体变成液体，而且压力越高，越容易变成液体。温度越低，越容易变成液体。

网帆 · 发表于 2011-2-22 00:59:03

接下来正式讲空调的工作原理了：

压缩机（室外机）将气态的氟利昂压缩为高温高压的气态氟利昂，
然后送到冷凝器（室外机）散热后成为常温高压的液态氟利昂，所以室外机吹出来的是热风。

然后到毛细管，进入蒸发器（室内机），由于氟利昂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大，压力减小，
液态的氟利昂就会汽化，变成气态低温的氟利昂，从而吸收大量的热量，蒸发器就会变冷，
室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过，所以室内机吹出来的就是冷风；

空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴，顺着水管流出去，这就是空调会出水的原因。
（网帆说：空调制冷时出水的源头位于室内机内，所以空调打孔的位置要低于室内机，否则水就流不出去。）

然后气态的氟利昂回到压缩机继续压缩，继续循环。
（网帆说：室内机与室外机连接起来的有两根铜管，室外机向室内机输送的是液态的氟利昂，这根管俗称液管，稍细；另一根铜管不用我说大家也就明白了，这根管叫气管，比液管粗。
从整个空调的工作原理来看，压缩机是最关键的，它的作用和地位和人体心脏差不多，心脏是流入静脉血，一番折腾后变成动脉血挤出去，而压缩机则是把低压的氟利昂变成高压的送走。）

制热的时候有一个叫四通阀的部件，使氟利昂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反，
（网帆说：空调最开始设计时仅是纯制冷功能，制热功能是后来开发的。国产空调会在出风口的地方会加一个叫电辅助加热的东西，简称电辅热，空调制热的时候，它能帮助空调很快就出热风。老外形容国产空调就是大型的电吹风，很形象。）
所以制热的时候室外吹的是冷风，室内机吹的是热风。