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隨著社會的發(fā)展,很多家庭用戶都安裝了空調(diào),而大多數(shù)空調(diào)都具備制冷、制熱除濕三大功能,但實現(xiàn)這些功能的原理各位都知道么?本期文章就說說空調(diào)功能的原理。
空調(diào)的全稱叫空氣調(diào)節(jié)器,主要用來調(diào)節(jié)封閉、半封閉空間內(nèi)的溫度、濕度,以及空氣流速的設(shè)備。
早在公元前1700年左右,古巴比倫人曾經(jīng)發(fā)明一種“空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)”,這種系統(tǒng)比較簡單,利用某種裝置從屋頂將室外的自然風(fēng)引入室內(nèi),然后在風(fēng)道周圍灌入一些“冷水”,空氣通過冷水的冷卻,會讓室內(nèi)的空氣變得清爽,而這就是世界上最早的“空調(diào)”。
19世紀(jì)時期,英國一位叫做麥可·法拉第的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)將“液化氨氣蒸發(fā)時”可以將空氣冷凍,但當(dāng)時這項技術(shù)還停留在理論階段,并沒有落地應(yīng)用。后來人們依照前人的啟發(fā),研制出了一些全新的“空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)”,但受限于制冷劑的效率,以及安全隱患的限制,一直沒有得到大范圍的應(yīng)用。
直到在1028年,米基利發(fā)明了“氯氟碳?xì)怏w”,并且將其命名為氟利昂,因為其對人類而言,使用起來比較安全,但對地球的大氣臭氧層危害較大,最終在2020年徹底停止使用。后來人們又發(fā)明了一種對臭氧層無害的環(huán)保制冷劑,逐漸走向市場。
早期的空調(diào)結(jié)構(gòu)比較簡單,但隨著技術(shù)的不斷革新,以及各種類型制冷劑的誕生,發(fā)展至今空調(diào)機的結(jié)構(gòu)也基本定型,一般分為壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、四通閥、但想法毛細(xì)管組件等部分。但大多數(shù)用戶是看不到這些組件的,對于使用用戶來說,其部件也只是包括空調(diào)外機、空調(diào)內(nèi)機、管道、遙控器等。
簡單地說下空調(diào)部件的作用和基本原理:
壓縮機:壓縮機內(nèi)部含有有兩個艙室,一部分是高壓區(qū)、一部分是低壓區(qū),通過壓縮機可以對制冷劑進行壓縮,在改變制冷劑的狀態(tài)時,產(chǎn)生吸熱或制冷的現(xiàn)象。
當(dāng)用戶使用空調(diào)進行制冷時,實際上就是壓縮機吸入從蒸發(fā)器出來的低壓力的蒸汽,然后升壓輸送給冷凝器,通過冷凝器冷凝之后,再通過節(jié)流閥節(jié)流降壓,再次輸送給蒸發(fā)器,此時的氣體變成了低壓冷凝器體,然后在蒸氣器中吸熱成為低壓力蒸汽,而這就形成一個循環(huán)。
此外,一些空調(diào)還會額外配備一些散熱片和導(dǎo)熱性好的材料,來輔助設(shè)備做功,其中毛細(xì)管就、散熱片都是輔助型部件。
前文中介紹了空調(diào)制冷的循環(huán)過程,實際上取暖就是逆向運轉(zhuǎn),而除濕就是在這個過程中實現(xiàn)的。
假設(shè)空調(diào)內(nèi)注入的是氟利昂,在通過空壓機對氟利昂進行沖壓時,經(jīng)過蒸汽閥可以將它從液態(tài)變成氣態(tài),這就是制熱。反過來,當(dāng)氣態(tài)氟利昂通過冷凝器變成液態(tài)時,會吸收大量的熱,這就是制冷。而毛細(xì)管的主要作用,就是調(diào)節(jié)氟利昂從液態(tài)變成氣態(tài)或從氣態(tài)變成液態(tài)之后的壓力。
不過有一點要說明,部分空調(diào)的除濕功能只能在制冷的時候使用,但現(xiàn)在大多數(shù)空調(diào)是可以在制熱、制冷時除濕的。當(dāng)用戶使用空調(diào)制熱時,空調(diào)的送風(fēng)系統(tǒng)會將風(fēng)通過蒸發(fā)器的加熱再送入室內(nèi),因為空氣溫度的提升,空氣內(nèi)含有的水分自然會降低。
反之亦然,當(dāng)用戶使用空調(diào)制冷時,送風(fēng)系統(tǒng)會將風(fēng)通過冷凝器送入室內(nèi),如果抽入的空氣中含有大量的水分,在通過冷凝器時就會凝結(jié)成“露水”,然后通過特制的收集艙室將凝結(jié)的水排出,而這也是為什么夏天使用空調(diào)制冷時,會有水流出的主要原因,這些水實際上就是空氣濕度較大,冷凝后形成的。
高原
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