空调是如何制冷的制冷剂的循环

时间:2024-02-09 12:29:22
空调是如何制冷的制冷剂的循环

空调是如何制冷的制冷剂的循环,空调是我们日常生活中常常使用的电子产品。空调的制冷方式给我们造成很大的影响,以下分享空调是如何制冷的制冷剂的循环。

  空调是如何制冷的制冷剂的循环1

空调老化

一般大型的家用电器的使用年限大致在15年左右,虽然有报道称某些品牌空调在使用了20年依然可以正常工作,但是这其实是很少见的。空调超龄使用便会出现很多的故障,即使修好了也会陆续不断的出问题。

解决办法:购置新空调

空调缺氟

空调不制冷有个常见的原因便是缺氟,常称为缺雪种。如果你发现自己家中的空调制冷效果没有以前那么好了多半就是因为制冷剂不足或者泄露。

解决方法:这种不制冷的原因大多数在已使用三四年以后的空调,大部分也是一种正常的现象,属于长时间使用而使得空调冷煤(即我们常说的氟利昂或雪种)的正常消耗,但这只是表现为空调与以前正常情况相比制冷不够,并不会完全的不制冷,因为只是压力不够,不会与正常值相差太远,这时候您只要找一家正规的维修网点补加就行了;

当然也有的是因为安装原因或机器本身的原因漏雪种,这是一种常见且比较容易查找到的原因,这种问题处理起来是也是比较容易的。用压力表查压,不够的话补加就行了。

解决办法:加氟

空调的功率不够

一些朋友为了节约钱买一台匹数很小的空调放在非常大的房间中,本来小匹数的.空调功率就不够而有的虽然空调功率与房间面积看起来是匹配的,但由于房间相对不密闭,或者房间内有发热的热源(电脑很多)当然玻璃房照晒也是热源之一,等等。

这类状况是我们平常比较容易无视的,如果找到这些原因并很好的处理的话,不只能够使空调更制冷,还能够省电,也能够延长空调的运用寿命。

解决方法:一般就只能从增加空调数量(以让实际要求的制冷面积与空调功率所能管辖的制冷面积相匹配);改变使用环境的条件;增加使用环境的密闭性;减少空调使用环境中的制热源等等方面入手来解决不制冷的问题。

外界环境温度过高

这种不制冷的情况常见于我们的室外机装在比较封闭的空间或外机周围的温度过高,这样就极其容易由于室外机所在的小空间的空气不流通,导致散热器散出来的热量没办法流走而使得空调不制冷;还有一种大家比较普遍的说法就是当室外温度超过43度的时候,大多数空调难以把室内热量通过室外机的散热器传递给室外,这样也会造成空调不制冷。

解决办法:改变室外机的使用环境(移离高温环境或使室外机的周围空气更容易流通)

连接铜管过长

铜管过长增加了传送的距离,导致空调的制冷效果下降。

解决方法:尽量减短空调室外机与室内机之间的铜管长度。

长时间不清洗保养

由于室外机装在室外,大家都容易疏忽,室外机经过长时间的运用会使得散热器上面吸附很多的灰尘渣滓等脏物,这样散热器的散热效果差而使空调不制冷。另外,长时间使用空调而不加以清洗保养会导致房间空气的不卫生,容易引发空调病,耗电量的增加,减短空调运用寿命等。

解决方法:定期清洗保养空调。

原理

制冷原理

压缩机将气态的氟利昂压缩为高温高压的气态氟利昂,然后送到冷凝器(室外机)散热后成为常温高压的液态氟利昂,所以室外机吹出来的是热风。 液态的氟利昂经毛细管,进入蒸发器(室内机),空间突然增大,压力减小,液态的氟利昂就会汽化,变成气态低温的氟利昂,从而吸收大量的热量,蒸发器就会变冷,室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过,所以室内机吹出来的就是冷风;空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴,顺着水管流出去,这就是空调会出水的原因。

然后气态的氟利昂回到压缩机继续压缩,继续循环。 制热的时候有一个叫四通阀的部件,使氟利昂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反,所以制热的时候室外吹的是冷风,室内机吹的是热风。 其实就是用的初中物理里学到的液化(由气体变为液态)时要排出热量和汽化(由液体变为气体)时要吸收热量的原理。

空调制冷原理

空调制冷原理溴化锂空调制冷原理这里要特别提出的溴化锂空调制冷原理,与压缩式空调不同,吸收式制冷使用的工质通常是一种二元溶液,由沸点不同的两种物质所组成。其中低沸点的物质为制冷剂,高沸点的物质为吸收剂。因此,二元溶液又称为制冷剂——吸收剂工质对。

所谓二元溶液,是指两种互不起化学作用的物质组成的混合物。这种均匀混合物的各种物理性质(如压力、温度、浓度等)在整个混合物中各处都完全一致,不能用纯机械的沉淀或离心方式将它们分离成原组成物质。

其制冷原理分为两部分

1、二元溶液在发生器内被热源加热沸腾,产生出制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝为冷剂液体。液态冷剂经U形管节流后进入蒸发器,经蒸发器在低压条件下喷淋,液态冷剂蒸发,吸收冷媒热量,产生制冷效果。

2、发生器流出的浓溶液,经热交换器降温、降压后自流进入吸收器,与吸收器原溶液混合成为中间浓度的浓溶液。中间浓度溶液被吸收器泵输送并喷淋,吸收从蒸发器出来的制冷剂蒸汽变为稀溶液。稀溶液由发生器泵送达发生器,重新被热源产生制冷剂蒸汽再次形成浓溶液,进入下一个循环周期。

综合所述任何制冷设备都有四大部分组成(压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置),制冷剂在制冷机内通过物理状态变化从而吸收或释放热量达到制冷或制热的效果。

制热原理

空调热泵制热原理热泵制热是利用制冷系统的压缩冷凝器来加热室内空气。空调器在制冷工作时,低压制冷剂液体在蒸发器内蒸发吸热而高温高压制冷剂在冷凝器内放热冷凝。热泵制热是通过电磁换向,将制冷系统的吸排气管位置对换。原来制冷工作蒸发器的室内盘管变成制热时的冷凝器,这样制冷系统在室外吸热向室内放热,实现制热的目的。

空调其实就是按照介质的热胀冷缩来加以控制,室内的部分就是冷缩,室外就是热胀了,而又怎么热胀呢,那就是通过压缩机压缩介质作功,这样就会产生很大的热量,不就是热胀了,然后再通过一条毛细管一下又传到体积大很多的空间,这样介质的压力一下子就低了很多,这就是冷缩吸热,一下子就使房间的热量交换成冷的气体了。

设定适当的温度。制冷时,不要设置过低温度,若把室温调到26-27摄氏度,其冷负荷可以减少8%以上。实践证明,对静坐或轻度劳动的人来说,室温保持在28-29摄氏度,相对湿度保持在50-60%,人并不感到闷热,也不会出汗,它应属于舒适性范围。人在睡眠时,代谢量减少30-50%,可将空调设于睡眠开关挡,设置温度高2摄氏度,可达到节电20%;冬季制热,温度设置低2摄氏度,也可节电10%。

选择能力适中的空调。一部制冷能力不足的空调,空调不仅不能提供足够的制冷效果,还会使机器由于长时间不间断运转,增加使用故障可能性,并会给用户以耗电大、功率不足等不佳的印象。

  空调是如何制冷的制冷剂的循环2

炎热的夏季,空调是一种常用的温度调节设备。在气温高、湿度大的天气里,我们会觉得又闷又热,很不舒服。空调不但能降低室内温度,还能降低湿度,让人觉得既凉快又干爽。

空调为什么能让屋里变得凉快?很多人马上会联想到同样用来制冷的电冰箱。确实,家庭常用的分体式空调(分为室内机和室外机)或窗式空调,和冰箱的制冷原理是一样的。下面,我们就以市场上最常见的分体式空调为例,来看看它是如何制冷的。

利用液体的汽化来制冷

有很多办法可以让温度降低,其中之一就是利用液体的汽化。一种物质从液态转变为气态,需要吸收热量。天气炎热或是剧烈运动后满头大汗时,如果有风吹过,我们就会感到一阵凉爽,这就是因为空气的流动加快了身上汗水的蒸发,从身体表面带走了更多的热量。

另一方面,当气体液化变为液体时,则会放出热量。另外,气体的膨胀要吸收热量而压缩又放出热量。一般家用空调和冰箱其实就是利用上述原理来制冷的。空调具体是怎样将室内的热量带走的,让我们一起来看看空调的结构就明白了。

一般来说,热量会自发地从温度较高的地方跑到温度较低的地方,而空调却可以把低温环境中(室内)的热量“搬运”到高温环境中(室外),让房间里的温度降低。当然,要完成这种与自发过程相反的过程,需要消耗能量,对于家用空调来说就是消耗电能。

空调是通过一个巧妙的循环过程来完成这项工作的,在这个循环不断的系统中,通过自身状态(相态)的变化来搬运热量的关键物质就是制冷剂。在空调的管路中,没有空气,只有制冷剂这一种物质在里面循环。

这个循环管路中主要包括了压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等几部分,如上图所示。蓝色的管路是位于室内的制冷部分,管路内部压力较低;红色的管路则是位于室外的散热部分,由于压缩机的作用,管路内部压力较高。管路边上的箭头表示了制冷剂移动的方向。

通过液态制冷剂的汽化吸收热量在室内的蒸发器部分,由于压缩机不断地把管路中的制冷剂抽走,而膨胀阀(其实就是一段很细的管路。因为管径变细导致流量下降,所以又称节流阀)又限制了制冷剂流入的速度,所以压力较低。

这样,通过膨胀阀进来的制冷剂就会迅速从液态变为气态并膨胀,吸收热量。空调室内机的风扇将室内的空气吹过蒸发器,使空气的热量通过蒸发器传递给里面的制冷剂,这样空气就不断变凉,室温下降。

所以,空调吹出的凉风并不是从室外进来的。通过快速压缩使制冷剂气体的压力和温度上升我们在用打气筒给自行车轮胎打气时,如果注意一下就会发现,连续快速打气一段时间后,打气筒会明显发热、变烫,这是为什么?

原来,当气体受到快速压缩时,温度是要升高的。空调也利用了这个原理。从蒸发器(室内机)吸收了热量的制冷剂气体经过压缩机的压缩,压力和温度都会进一步上升,然后来到了冷凝器(室外机)部分。在这里,需要靠室外的空气带走热量,使制冷剂冷凝。夏季室外的气温本来就比较高,而热量只能从温度高的地方传递到温度低的地方,所以就需要通过压缩机的压缩,使制冷剂气体的温度上升到超过室外空气的温度。

通过高压气态制冷剂的冷凝放出热量当温度较高的气态制冷剂经过冷凝器管路时,就会放出热量,并同时凝结为液态。室外机的风扇将室外空气吹过冷凝器,将放出的热量带走。

所以,如果站在空调的室外机附近,就会发现它吹出来的是热风。冷凝器是用很长的管路盘旋而成,外面还要加上散热片,以达到比较好的散热效果。到这一步,制冷剂就完成了将室内的热量搬运到室外的任务。但是这还不够,为了能再进行下一轮搬运工作,它还需要经过膨胀阀。

通过减压使高压液态制冷剂膨胀、汽化经过冷凝器变为液态的制冷剂被压过膨胀阀。膨胀阀入口一侧压力高,出口一侧压力低。

液态的制冷剂通过膨胀阀后,压力突然下降,因此一部分制冷剂迅速汽化、膨胀,温度下降。制冷剂通过蒸发器时,会吸收热量并继续汽化,进入新一轮制冷工作。

除湿和制热空调在制冷的同时,还能除湿。制冷时,室内蒸发器管路温度较低,会使从冷凝器管路外侧通过的空气中的水凝结出来,通过排水管排到室外,起到除湿机的作用。这样,室内空气的相对湿度就会下降,使人不会感觉闷热。不过,如果是在比较干燥的地区,或是空调开启时间太久的话,可能会造成室内过于干燥,相对湿度过低。这种情况下,要注意适当开窗通风、增加湿度。

通常,相对湿度在40%~60%左右时,人们感觉比较舒适。在冬季,如果将上述制冷循环的过程反过来,那么空调就可以将室外的热量运送到室内,使室内的温度上升。空调通常是利用一个“四通阀”完成这个切换,让制冷剂逆向运行的。在室外温度较低的地区,有些空调室内机里面还装有辅助电加热装置,实际上就是通电后可以发热的电阻丝或PTC热敏电阻等。

PTC的意思是“正温度系数”(Positive Temperature Coefficient),这种材料的电阻会随着温度的升高而迅速加大,这样当温度太高时,流过的电流会变得很小,起到自动保护的作用。

制冷剂的环境影响什么样的`物质适合作为制冷剂?首先,制冷剂的沸点要适合空调的工作温度,这样才能比较容易地在气态和液态之间转换。当然,还有很重要的一点,就是这种物质在汽化时吸收的热量要大,也就是汽化热比较高,这样制冷的效率才比较高。

另外,性质要比较稳定,不容易与其他物质发生化学反应,不容易对管路造成腐蚀,最好还要无毒、不易燃。最初的空调使用的制冷剂,虽然可以很好地完成制冷的工作,但大多是有毒、易燃的物质,例如氨等,一旦泄露,就会造成危险。后来,人们用“氟利昂”(Freon)取代了这些危险物质。

氟利昂是美国杜邦公司为一些不可燃且毒性较低的卤代烃类化合物注册的商标名称。卤代烃是一类用卤素(氟、氯、溴等)原子取代了饱和烷烃(如甲烷、乙烷等)中的氢原子的化合物,其中就包括了在20世纪曾作为制冷剂等广泛使用的氟氯烃类(CFCs),例如二氟二氯甲烷(CCl2F2,编号R12)。氟利昂制冷剂虽然稳定、安全,但随着研究的深入,人们发现它们对环境有一定的影响,这主要表现在两个方面。

一方面,卤代烃中的氟氯烃类制冷剂会破坏保护我们免受紫外线伤害的大气臭氧层,

另一方面,很多此类制冷剂像二氧化碳一样是温室气体。1987年,在加拿大蒙特利尔通过了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,1990年又在伦敦通过了《议定书》的修正案。我国也在1991年正式加入了这个修正案,开始逐步淘汰臭氧层消耗物质。作为过渡,我国现在的很多家用空调制冷剂采用二氟一氯甲烷(R22)取代二氟二氯甲烷(R12),前者消耗臭氧的能力约为后者的1/20。

但因为R22中依然有氯,仍对臭氧层有消耗,所以将来也要被取代。近年来出现了一些新型制冷剂。例如R410A(见上表),这种物质含氟但不含氯,完全不会破坏臭氧层,是目前取代R22的最佳候选者之一。

但是R410A的温室气体效应仍然很大,是二氧化碳的1725倍。科学家们还在不断研发更新更环保的制冷剂。但要开发出既安全无毒,又对环境友好,还适合作为制冷剂的新产品,不是一件容易的事。经过人们三十多年的努力,目前全球大气臭氧含量基本保持稳定,并预计会开始恢复。但南极上空的臭氧空洞大概还会继续存在几十年。

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