制冷

空调制冷原理

2009-08-06 21:32

空调制冷原理 2009-07-18 10:29 空调是空气调节器的简称。(空气调节器air conditioner,汽车上的空调按钮就是AC吧。) 空调的主要内容是制冷，是人为制造凉爽。 就是用人工的方法来制造凉爽。 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。 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)。 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。 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。 小结一下前面讲的空调预备知识： 1、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。 2、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。 接着讲空调的基本原理： 一、空调的主要四个组成部分： 压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。 二、空调的主要工作过程：(见附图) 首先，低压的气态氟里昂被吸入压缩机，被压缩成高温高压的气体氟里昂； 而后，气态氟里昂流到室外的冷凝器，在向室外散热过程中，逐渐冷凝成高压液体氟里昂； 接着，通过节流装置降压（同时也降温）又变成低温低压的气液氟里昂混合物。 此时，气液混合的氟里昂就可以发挥空调制冷的“威力”了：它进入室内的蒸发器，通过吸收室内空气中的热量而不断汽化，这样，房间的温度降低了，它也又变成了低压气体，重新进入了压缩机。如此循环往复，空调就可以连续不断的运转工作了。 而室外机主要就是空调压缩机，所以室外温度会被高温高压的气体氟里昂升高。 最后讲一讲空调水又是怎么来的，平时你一定见过拿出冰箱的冷饮外表面立刻凝结很多露珠的现象，这是因为空气中含有很多的水蒸气，温度越高，可以包含的水蒸气就越多，温度越低，可以包含的水蒸气就越少（和水溶解盐的多少随温度改变原理有点相似是吧），而前面说的空调蒸发器是冷却周围空气的，温度就低，周围空气里的水蒸气就和凝结在蒸发器上了，和冷饮瓶外表面凝结很多露珠一样的道理。但是这个水不能任其凝结，不然房间里就不断滴水了，所以需要用一个托盘收集起来排到室外，这就是空调水。