家用空调的类型

常见的家用空调不外乎两种:

  • 一体式,也叫整体式,室外机和室内机在一个外壳里。最常见的是「窗式」和「移动式」,欧美比较普遍。

  • 分体式,室外机和室内机分离,中间用管道相连。最常见的是壁挂式(挂机)和立柜式(柜机),国内随处可见。

器物小理:空调制冷(更新)-器物与我

常见的三种空调,窗式、立柜式(图为室内机)和壁挂式(图为室内机),来源:jd.com

无论外形如何新奇特,空调的核心部件和制冷原理都是一样的。

  • 核心部件都包含:「压缩机」、「冷凝器」、「蒸发器」、「毛细管」(或膨胀阀)等。

  • 压缩机、冷凝器、毛细管通常在空调的室外机(或室外部分)里,蒸发器则在空调的室内机(或室内部分)中。

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壁挂式空调构造,左图为室内机,右图为室外机,来源:家用空调器原理及其安装维修技术 – 郑兆志

一体式空调

空调如何制冷?用一句话概括就是:

  • 制冷剂在室内机和室外机之间循环流动,通过液化和汽化,吸收和释放热量,从而把热量从室内搬运到室外。

下图是一体式的窗式空调,它左边部分相当于分体式的室外机,右边相当于分体式的室内机。

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窗口式空调制冷原理,来源:Wikipedia

首先,「压缩机」把气态的制冷剂压为「高温高压」状态。制冷剂进入「冷凝器」,在此「冷凝」为「高压液体」并释放出热量。周边空气温度上升,再由风扇扩散到室外。

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窗口式空调制冷过程,来源:见文末

然后,液态的制冷剂经「膨胀阀」降压、节流,变为低压状态。制冷剂进入「蒸发器」,在此「蒸发」并吸收周边空气热量。周边空气温度降低,再由风扇扩散到室内。

分体式空调

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壁挂式空调制冷,来源:见文末

接下来是分体式,制冷原理和步骤大致相同。首先,按下遥控器,空调启动,室外机中的压缩机开始运转,制冷剂进入压缩机。

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气态的制冷剂进入压缩机,来源:见文末

气态制冷剂被「压缩机」压为高温高压的状态。

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气体受压,温度上升,来源:见文末

随后制冷剂流进「冷凝器」,从「高温高压」的「气体」凝结为「高压」的「液体」,同时释放热量。

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制冷剂流进「冷凝器」,液化放热,来源:见文末

冷凝器周边空气被加热,再被风扇吹到室外。

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风扇启动,热量被空气带走,来源:见文末

随后制冷剂进入节流降压装置(膨胀阀或毛细管)。

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制冷剂进入膨胀阀,来源:见文末

制冷剂在膨胀阀中流量变小,压力降低,温度降低。

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气体压力降低,温度降低,来源:见文末

之后,制冷剂进入室内机的「蒸发器」,在此「蒸发/汽化」,从液态变为气态。

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制冷剂蒸发,从液态变为气态,来源:见文末

同时吸收周边空气热量,空气变冷,再被风扇吹走。

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风扇扩散冷空气,来源:见文末

至此,一次制冷完成,但制冷剂循环往复的旅程才刚开始。

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完整的制冷过程,来源:见文末

主要来源

How Air Conditioners Work – HowStuffWorks

How do air conditioners work? – Explain that Stuff

家用空调器原理及其安装维修技术 – 郑兆志

看图学装空调器 – 汪淘、汪传生

动图来源

How Does An Air Conditioner Work?  – RepairClinic

How Does a Split Air Conditioner Work? – Senville

PRINCIPLES OF MECHANICAL REFRIGERATION – PublicResourceOrg