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工作原理
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空调的工作原理

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:

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。

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