空调能制冷是运用了什么科学原理?

我来讲一讲一般家用空调如何制冷的吧。

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：(见附图)
http://www.bjkp.gov.cn/wskpx/images/k20355-06.jpg
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。

空调制冷和制热原理。炎夏之日，道路上洒水会使人感觉凉快，这是因为水蒸发时从地面和空气中夺取热所致。同样道理，注射前以酒精进行皮肤表面消毒时，会感到局部清凉，这也是因为酒精蒸发时从皮肤夺取热所致。因此液体蒸发时，会从周围夺取热，周围变冷；与此相反，气体液化时，将热散发给周围，周围变热。这便是空调制冷及暖气的原理。制冷方法共有蒸汽压缩式制冷，蒸汽吸收式制冷，蒸汽喷射式制冷，吸附式制冷，空气膨胀制冷、涡流管制冷等七种。各种制冷方法大体上可分为2类：1、输入功率制冷：如蒸汽压缩式制冷、热电制冷。2、输入热量制冷：如吸收式制冷，蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷。

在生活中，我们经常见到的两种形式的空调机：窗式和分体式（柜式）空调。它们各自有些特点和优缺点，在这里介绍一下，大家可以根据自己的要求结合两种空调的特点来选择您将购买的空调种类。

窗式空调器是一种可以安装在窗口上或者墙洞上的小型空调器，它的所有部件都在一个机器内，安装和调试都比较简单。窗式空调器有冷风型、电热型和热泵型三种。

冷风型窗式空调器只具有降温、通风、除湿等功能，而没有升温的能力。

电热型窗式空调器不但具备了冷风型空调器的功能，而且还具备了升温的功能。只是热能的来源是利用电热丝得到的。

热泵型窗式空调器，其功能与电热型空调器相同，只是升温的热能来自于冷凝器的放出的热量。

窗式空调器一般由制冷系统、空气循环系统、电气系统和制热系统等四部分组成。其中冷风型空调器没有制热系统。

窗式空调器有结构紧凑、体积小、重量轻、安装方便等特点，适用于卧室、办公室、家庭小计算机房等场所使用。

分体式空调器就是把空调器分成室内机组和室外机组两部分，把噪声比较大的轴流风扇、压缩机以及冷凝器等安装在室外机组内。把蒸发器、毛细管、控制电器和风机等室内可缺少的部分安装在室内机组中。我们称这种由室内机组和室外机组构成的空调器为分体式空调器。

分体式空调器具有如下几个优点：

（1）外形美观、式样多、占地小、噪声低、使用灵活。

（2）由于分成室内机组和室外机组，室内机组安装位置灵活，可以由多个室内机组和一个室外机组配套使用。室外机组的外形尺寸不受限制。

（3）噪声很低，可以低于40？50dB，窗式空调器的噪声在60dB左右。

（4）分体式空调器不影响室内采光，不会产生窗户随空调器振动的现象。

（5）安装检修方便。

所以分体式空调器适用于现代家庭。

分体式空调器噪音的国家标准是：制冷量在2500－－4500W的分体空调器，国家标准规定，室内机噪音小于48分贝?室外机噪音小于58分贝。

空调器的平均使用寿命是10－12年

要购买一个合适自己的居室的空调，需要对空调制冷量进行估算，大概的方法式这样的：首先了解一下一个概念：空调匹数，原指输入功率，包括压机、风扇电机及电控部分，因不同的品牌其具体的系统及电控设计差异，其输出的制冷量不同故其制冷量以输出功率计算。

一般来说，1匹的制冷量大致力2000大卡，换算成国际单位应乘以1.162，故1匹之制冷量应力2000大卡×1.162＝2324（w）,这里的w（瓦)即表示制冷量，则1.5匹的应为2000大卡x1.5x1.162＝3486（w），以此类推，根据此情况，则大致能判定空调的匹数和制冷量，一般情况下，2200W一2600W都可称为1匹，4500(w）-5100（w）可称为2匹，3200W一3600W可称为1.5匹。

制冷量确定后，即可根据目己居室之实际情况估算制冷量，选择合适的空调机。家用电器要消耗制冷量的较大部分，电视、电灯、冰箱等每w（瓦）功率要消耗制冷量1（w），门窗的方向也要消耗一定的制冷量，东面窗150W／m2，西面窗280／m2，南面窗180W／m2，北面窗100W／m2，如是楼顶及西晒可考虑适当增加制冷量。

在选择空调时，请您根据以上介绍，估算一下自己的制冷量大小，从而选到满意的空调机。

为何空调夏天的时候能制冷，冬天的时候能制热呢？今天算长见识了