【科普】制冷、制熱、除濕模式 空調(diào)是如何做到自由切換的？

空中的月亮

現(xiàn)在，幾乎家家都有空調(diào)，夏天制冷，送來(lái)陣陣涼爽，冬天制熱，提供絲絲暖意，梅雨除濕，營(yíng)造清爽環(huán)境?？照{(diào)極大地提升了我們生活的舒適度，那么，它是如何做到多種模式自由切換的呢？我們以氟利昂制冷劑為例，首先介紹空調(diào)四大件：壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥。

壓縮機(jī)吸收來(lái)自蒸發(fā)器的低溫低壓氣體氟利昂，通過(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其壓縮后，排出高溫高壓的氣態(tài)氟利昂，為制冷循環(huán)提供動(dòng)力。

冷凝器是一個(gè)熱交換器，將高溫高壓的氣態(tài)氟利昂冷卻并液化為常溫高壓的液態(tài)氟利昂，液化過(guò)程要釋放大量熱量。

蒸發(fā)器也是一個(gè)熱交換器，液態(tài)的氟利昂經(jīng)毛細(xì)管進(jìn)入蒸發(fā)器，空間突然增大，壓力減小，液態(tài)的氟利昂就會(huì)汽化，變成氣態(tài)低溫的氟利昂，而汽化過(guò)程要吸收大量熱量。最后氣態(tài)的氟利昂回到壓縮機(jī)繼續(xù)壓縮，形成循環(huán)。

節(jié)流閥的作用是將冷凝器中冷凝壓力下的飽和液體或過(guò)冷液體節(jié)流后降至蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，同時(shí)根據(jù)負(fù)荷的變化，調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器制冷劑的流量。

制冷模式中，制冷劑的循環(huán)流向是壓縮機(jī)-室外機(jī)-室內(nèi)機(jī)-壓縮機(jī)，室外機(jī)為冷凝器，因此吹出的是熱風(fēng)；室內(nèi)機(jī)為蒸發(fā)器，風(fēng)扇將室內(nèi)的熱空氣從蒸發(fā)器中吹過(guò)變成冷風(fēng)，于是空調(diào)達(dá)到制冷的效果。

制熱模式中，空調(diào)利用一個(gè)叫四通閥的部件，使氟利昂在室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)的流動(dòng)方向與制冷時(shí)相反，即制冷劑的循環(huán)流向是壓縮機(jī)-室內(nèi)機(jī)-室外機(jī)-壓縮機(jī)。此時(shí)，壓縮機(jī)排出的高溫高壓蒸汽經(jīng)四通閥直接送入室內(nèi)機(jī)，室內(nèi)機(jī)發(fā)揮冷凝器的作用，將過(guò)熱蒸汽在寒冷的室內(nèi)冷卻釋放熱量，室內(nèi)冷空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)扇變成熱風(fēng)，于是空調(diào)達(dá)到制熱的效果。而室外機(jī)發(fā)揮蒸發(fā)器的作用，因此吹出冷風(fēng)。

可以看到制熱循環(huán)和制冷循環(huán)其實(shí)就是運(yùn)用了初中物理中液化（由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)）時(shí)要排出熱量和汽化（由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)）時(shí)要吸收熱量的原理。

除濕模式中，利用了空氣中的水分遇冷會(huì)被冷凝成水的原理?？照{(diào)蒸發(fā)器中的制冷劑蒸發(fā)時(shí)要吸收大量熱量，使蒸發(fā)器表面溫度降低很多，這時(shí)室內(nèi)空氣中的水蒸氣遇冷便液化成水，這些冷凝水經(jīng)出水管排出室外，房間空氣中的部分水分就這樣被除掉了，因此空調(diào)制冷過(guò)程中必然會(huì)伴隨著除濕。

需要注意的是，夏季制冷時(shí)，溫度設(shè)置26~27攝氏度，其冷負(fù)荷可以減少8%以上；冬季制熱時(shí)，溫度設(shè)置低2攝氏度，也可節(jié)電10%；人在睡眠時(shí)，代謝量減少30%~50%，將空調(diào)設(shè)于睡眠擋，設(shè)置溫度高2攝氏度，可節(jié)電20%。

實(shí)踐證明，對(duì)靜坐或輕度勞動(dòng)的人來(lái)說(shuō)，室溫保持在28~29攝氏度，相對(duì)濕度保持在50%~60%，人就不會(huì)感到悶熱，也不會(huì)出汗，屬于舒適范圍。

本文由北京印刷學(xué)院物理系副教授李蜜丹進(jìn)行科學(xué)性把關(guān)。

來(lái)源：人民網(wǎng)