家用空調(diào)器一般都是采用機(jī)械壓縮式的制冷裝置，其基本的元件共有四件：壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流裝置，四者是相通的，其中充灌著制冷劑(又稱制冷工質(zhì))。壓縮機(jī)像一顆奔騰的心臟使得制冷劑如血液一樣在空調(diào)器中連續(xù)不斷的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)房間溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
制冷劑通常以幾種形態(tài)存在：液態(tài)、氣態(tài)和氣液混合物。在這幾種狀態(tài)互相轉(zhuǎn)化中，會(huì)造成熱量的吸收和散發(fā)，從而引起外界環(huán)境溫度的變化。在從氣態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，稱為液化，會(huì)放出熱量;反之，從液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化的過程，叫做汽化(包括蒸發(fā)和沸騰)要從外界吸收熱量。
首先，低壓的氣態(tài)制冷劑被吸入壓縮機(jī)，被壓縮成高溫高壓的氣體;而后，氣態(tài)制冷劑流到室外的冷凝器，在向室外散熱過程中，逐漸冷凝成高壓液體;接著，通過節(jié)流裝置降壓(同時(shí)也降溫)又變成低溫低壓的氣液混合物。此時(shí)，氣液混合的制冷劑就可以發(fā)揮空調(diào)制冷的“威力”了：它進(jìn)入室內(nèi)的蒸發(fā)器，通過吸收室內(nèi)空氣中的熱量而不斷汽化，這樣，房間的溫度降低了，它也又變成了低壓氣體，重新進(jìn)入了壓縮機(jī)。如此循環(huán)往復(fù)，空調(diào)就可以連續(xù)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)工作了。
制冷劑是怎樣在高溫下冷凝向外界散發(fā)熱量又在低溫下蒸發(fā)從外界吸收熱量呢?這與制冷劑本身的性質(zhì)有關(guān)，大家知道，在山頂上煮雞蛋很難煮熟，而用高壓鍋?zhàn)鲲垥r(shí)，魚和肉等食品很快就能做熟，這是因?yàn)殡S著壓力的升高，水的飽和溫度(通常叫做沸點(diǎn))也升高。所以，在大氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的情況下，水的沸點(diǎn)低于100oC，反之則高于100oC。同理，高溫高壓氣態(tài)制冷劑從壓縮機(jī)出來時(shí)飽和溫度要高于室外氣溫。通過不斷散熱并開始液化后，其溫度依然很高，甚至在其完全變成液態(tài)后，仍繼續(xù)向室外空氣散熱;而在室內(nèi)，情況則相反，由于經(jīng)過節(jié)流裝置，制冷劑的壓力和溫度都降低很多，它的飽和溫度也比室內(nèi)氣溫低，這才能夠連續(xù)不斷的從室內(nèi)空氣中吸收熱量。
原來，空調(diào)器并沒有違反熱力學(xué)第二定律。它是通過消耗機(jī)械能改變制冷劑的狀態(tài)，才將熱量從溫度低的物體傳給溫度高的環(huán)境的。
剛才我們詳細(xì)分析了家用空調(diào)器制冷循環(huán)的工作原理，那么如果是在寒冷的冬天，我們需要用空調(diào)來給房間加熱時(shí)，空調(diào)的作用同樣是將從室外的低溫環(huán)境中吸收的熱量釋放到房間空氣中，維持室內(nèi)的溫度。大家想一想，空調(diào)器的四個(gè)主要部件該怎么布置，制冷劑又怎樣在系統(tǒng)中循環(huán)呢?
空調(diào)實(shí)際上是“空氣調(diào)節(jié)”的簡稱，是指把經(jīng)過處理的空氣，以一定的方式送入室內(nèi)，使室內(nèi)的溫度、濕度和噪聲等都控制在需要范圍內(nèi)。它不僅為人們生活和停留的場所提供了舒適的溫度條件，隨著工業(yè)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，其技術(shù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域(如國防、交通、化工、機(jī)械制造、航空、儀表、電子、醫(yī)藥、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)等)得到了極大的應(yīng)用和普及，成為促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，提高工藝水平及完善科學(xué)研究的重要條件。
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