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【揭秘】空调是如何在夏天拯救众生的?
发表时间:2017-06-26       来源:南京奥克斯空调维修中心       点击人数:573
现在,空调可以说是每家每户必不可少的一件家用电器了。

特别到了夏天,经常会听到有人调侃:我们的命是空调给的。



但你有没有想过,空调是怎么救你命的呢?

或者说,空调的工作原理是什么?



首先要知道的是,空调并不是“生产了冷”。

空调之所以可以吹出冷风,是因为它将室内的热量搬运到了室外。

 
空调怎么实现热量的搬运?



其实,空调搬运热量这个过程,就跟传送带搬运货物一样。

首先,我们需要在室内装货,也就是吸收室内的热量。

接着,我们要在室外卸货,也就是把刚才吸收的热量放出来。



聪明的你可能已经想到了,我们就需要找到一个变化过程伴随着吸放热的现象,才能实现这一吸一放的过程。

称为“空调之父”的威利斯·开利,就是利用物态变化,也就是物质沸腾吸热、冷凝放热这一性质,发明了我们现在所用的空调。



为了造出这样的空调,首先需要找到一种沸点在常温附近,比较容易沸腾的物质,我们管这种物质叫制冷剂。

这样,我们只要让制冷剂在流入室内的时候沸腾,吸走室内的热量变成蒸汽。

然后,在这些蒸汽流到室外时,我们再让它冷凝液化,放出热量变回液体。

这样就可以形成一个循环,不断地将热量搬运到室外了。



听起来好像很简单,但我们我还有一个小问题没有解决。

制冷剂都在铜管里,怎么才能让它在一边沸腾,在另一边边冷凝呢?

 
如何操纵制冷剂?



接下来我们就说说,我们是怎样操纵制冷剂,让它可以按照我们的意愿沸腾和冷凝。

首先我们都知道,无论是沸腾,还是冷凝,他们的先决条件都是,物质的温度上升或降低到了某一特定温度值,我们管这个温度值叫做沸点。



就比如我们常说的,一个标准大气压下水的沸点是100℃。

但物质的沸点不是一成不变的,当气压减小时,物质的沸点会随之降低。反之当气压增大时,物质的沸点则会升高。



举个栗子,在青藏高原上,因为气压比较低,水可能在80多度就沸腾了,而在高压锅中,水可能120℃还处于液态。

也就是说,我们可以通过改变气压的方式,改变制冷剂的沸点。进而操纵制冷剂的沸腾和冷凝。

所以,我们可以在制冷剂流入室内的位置,加装一个可以降低气压的特殊的装置(节流阀),通过减小气压,将制冷剂的沸点降低到室内温度以下。

制冷剂在流入室内后,就会就会自动地沸腾汽化,吸收室内的热量变成蒸汽。



这些蒸汽在流到室外时又会经过另一个特殊装置(压缩机),这个装置会把这些蒸汽压缩,提高它的气压,让它的沸点升高到室外温度以上。

这些蒸汽在室外就会因为自身温度又低于了沸点,被迫液化放出热量,变回液体。

这样,我们就可以让制冷剂按照我们的意愿,在室内沸腾吸热,在室外液化放热。



这样,空调就可以真正地形成了一个可以持续自动运行的循环,不断将室内的热量搬运到室外。

一台空调最主要的部分就完成了~




哦,顺带一提,我们的冰箱其实也是利用的这个原理。

不过冰箱是把冷冻室里面的热搬运到了冰箱外面,也就是一般用来放冰箱的厨房里。

所以,夏天的时候开着冰箱门是不可以给家里降温的,这样做反而会增加冰箱的负荷,消耗更多的电,让家里越来越热。



注:
现阶段最为广泛运用的制冷方式为视频中所介绍的蒸汽压缩式制冷,这种方式利用了物态变化时的吸放热来实现热量的搬运。但其实,只要是伴随着吸放热的现象,理论上都可以用来制作空调,某些场所中会利用其他一些制冷方式(吸收式,热电式,离心式等)。

氟利昂大概是最家喻户晓的制冷剂了,但因为它对臭氧层的破坏性,现在已经被大范围禁用。

节流阀降压属于流体力学范畴,在节流过程中制冷剂液体的温度和沸点降低,同时由于制冷剂自身温度超过了沸点,会有一部分液体闪发成蒸汽。

压缩机会压缩室内流出来的蒸汽,但因为压缩机运行过程中会产生相对较大的噪音,一般会将其放在室外机中。

空调制热就是将视频中所讲的过程反过来进行,让制冷剂反向流动,在室外汽化吸热,室内液化放热,将室外的热量搬入室内。

选购空调时,匹数指的是空调生产的冷量(搬运的热量)。一匹相当于2300w-2600w的冷量(搬运的热量),而其它行业中,一匹(一马力)等于735w。造成这种差异的原因是,现在空调生产的冷量和消耗的电量之比约为3.5(标准工况),也就是说空调输入735w的电,可以产出2300w-2600w的冷量。
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