今天,作者在這里將為您做一個最為通俗的解答。只要您接受過九年義務教育,具備初中物理文化水平,就一定能夠明白其中的原理。
以后,您也就能夠成為一個空調專家了,再去買空調的時候,跟售貨員說上幾句專業術語,他們也就根本不敢忽悠你了!說不定售貨員都不懂的空調的制冷原理呢!
好了,現在咱們開始!
首先,大家都知道,要進行熱量的傳遞,就必須存在溫差。熱量會從溫度高的地方逐漸傳遞到溫度低的地方。
空調呢,它在給室內降溫的過程中,實際上就是進行了兩次熱量的傳遞。
一次是通過室內機銅管換熱器與室內進行熱交換;
一次是通過室外機銅管換熱器與室外進行熱交換。
在室內時,溫度較高的室內將熱量傳遞給了低于室溫的制冷劑。而進行這一次熱量傳遞的裝置,就是空調內的盤來盤去的銅管,我們可以把這部分銅管叫作吸熱器,而在更專業的術語中,這部分銅管叫作蒸發器。
之所以叫作蒸發器,是因為在這部分銅管內的制冷劑,在開始進入銅管的時候,他們是以常溫高壓的液態形式出現的。而在室內機銅管內,空間突然變大,壓力迅速減小,液態的制冷劑會迅速變成低溫的氣液混合態。同時,我們為了控制進入銅管內的制冷劑的流速,在這個銅管換熱器前部加裝了一個叫做膨脹閥的裝置,這個閥件有時候也被叫做節流器。
上面這個過程,可能很多人不太理解。我們用我們常見的水來做比喻。我們都知道一個常識,在沿海地區(大氣壓高),水的沸點(蒸發點)要100攝氏度,而在高原地區(大氣壓小),沸點可能只需要95攝氏度。你可以想象一下,將一盆已經加熱到98度的水,忽然從沿海瞬移到了青藏高原,那么這盆水可能瞬間就會汽化,而這個汽化的過程中,98度的水,瞬間變成了95度的水蒸氣。
而制冷劑R22(現在最常見的制冷劑),在蒸發器壓力為0.4MPA(4個大氣壓)的時候,它的沸點為0攝氏度。
而進入銅管前的制冷劑溫度約為40攝氏度,壓力約為1.0MPa(10個大氣壓)。進入銅管后的制冷劑會瞬間汽化,成為低溫低壓的氣體。汽化后的溫度一般在5攝氏度左右。
如果大家還是不能理解為什么汽化的瞬間會降溫,大家可以類比一件事情,當你用被子蒙著頭裹得嚴嚴實實的時候,忽然將被子打開,你會感覺到身體周邊空氣的溫度是瞬間降低的,而且在某個瞬間,你會感覺似乎比環境溫度還要低,要住上那么幾個片刻,你才能真實感受到周邊的環境溫度。這里就是因為被子里的空氣瞬間體積擴大,導致了溫度的降低。
如果還不能理解,我們就再來拿打氣筒舉個例子。我們用打氣筒的時候,都知道,隨著氣體被壓縮,打氣筒里的溫度會升高。這應該算是一個常識。
那么我這個過程倒過來,想象下把打氣筒里的活塞不斷向外拉,使得里面空間不斷放大,里面空氣的壓力不斷變小,那么里面空氣的狀態就會出現相反的情況,就是溫度降低。
而在空調的銅管“吸熱器”里,制冷劑就是利用這一物理現象實現降溫后吸熱的。
吸熱后的制冷劑成為溫度約為10攝氏度左右的氣體。
而后這些氣體就會進入空調內的壓縮機,被壓縮成為高壓高溫的氣體。此時制冷劑氣體的溫度經過壓縮機壓縮后,會達到60至70攝氏度左右,而壓力更是高達12個大氣壓。
這樣氣體進入空調室外機的銅管內,并通過銅管與室外空氣進行熱交換,夏季室外空氣的溫度約為30~35攝氏度。
而在12個大氣壓下,制冷劑的冷凝溫度約為50攝氏度,所以在室外機銅管內,高溫高壓的氣體制冷劑,會在與室外空氣進行換熱的過程中,逐漸凝結成低溫低壓的液態制冷劑,也就是即將進入室內機銅管內的液態制冷劑,溫度約為40攝氏度,壓力約為1.0MPa(10個大氣壓)。
而這個室外機的銅管換熱器,在專業術語中就叫做冷凝器。
到此,我們就將空調內部制冷劑給室內降溫的過程敘述完畢了。
我們再來總結下這個過程中,制冷劑溫度和壓力及其氣液形態:
1、在吸收室內熱量的時候,制冷劑溫度5攝氏度、壓力4個大氣壓,氣液混合態。
2、吸收完室內熱量,進入壓縮機時,制冷劑溫度12攝氏度、壓力4個大氣壓,氣態
3、經過壓縮機壓縮后,進入室外機換熱器的制冷劑,溫度60攝氏度,壓力12個大氣壓,液態
4、在室外機換熱器與室外空氣換熱后的制冷劑,溫度40攝氏度,壓力10個大氣壓,液態。
5、經過膨脹閥后,體積忽然擴大,壓力忽然降低后的制冷劑,溫度5攝氏度、壓力4個大氣壓,氣液混合態。
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