家里的科学 · 热量的旅行

空调怎样让房间凉下来?

屋里吹凉风,屋外吹热风。打开一幅空调剖面,跟着管道走一圈,看看热量去了哪里。

01 / 一台机器,两处换热

热量从房间到室外

分体空调 · 制冷工况
室内 · 空气循环室外 · 热量排出
空气各自在室内和室外流动,冷媒在管道里循环。普通分体空调不靠这两根管道输送新鲜空气。
1 · 室内盘管2 · 压缩机3 · 室外盘管4 · 节流装置

先选一种工作方式

制冷时,室内盘管吸热,室外盘管放热。

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室内吸热

找蓝色排水管:水来自空气中的水汽凝结,不是冷媒漏出来。

02 / 把能量账算清楚

室外得到的热,还多了一份

一组示意数:从室内取走 3 份热,加上压缩机做的 1 份功,向室外排出 4 份热。

室内取热3
+
压缩机功1
=
室外放热4

圆点、颜色、时间和能量份数都是教学示意;不是实测温度或耗电量。一圈是冷媒的旅程,不表示整个房间只需一圈就变凉。

空气与冷媒

风没有穿过那两根管子

室内风扇把房间空气送过盘管。冷媒留在密闭管道中,透过管壁与空气交换热量;正常运行时两者不混合。

水与水汽

小水滴原来藏在空气里

当盘管表面低于空气的露点,水汽会凝结成小水滴,再沿排水管流走。是否出水还取决于湿度和运行条件。

送风与制冷

有风,不等于搬走了热

只送风时,空气流动可能让人更舒服,但没有开启制冷循环;风扇用的电最终也会变成热量。

深入看:压强、相变与能量守恒

蒸发器中的低压冷媒吸热,压缩机对蒸气做功,冷凝器中的高压冷媒向环境放热,节流装置使压力降低。节流近似等焓,部分液体闪蒸;不能简单理解为“所有气体一膨胀就变冷”。具体状态由冷媒物性和运行条件共同决定。

一个循环中工作流体返回初态,能量账为 Q外 = Q内 + W。图中 3 + 1 = 4 只是一组一致的示意数,不是这台设备的能效承诺,也未计入风扇和其他辅助耗电。真实系统还涉及压降、换热温差、控制调节和环境漏热。

具备热泵功能的空调可以借助换向阀,让室内外换热器互换吸热、放热的任务,从室外取热来供暖。本页只画制冷方向,没有把压缩机倒转当作制热原理。

资料与模型边界

这是一台普通分体式蒸气压缩空调的概念剖面,部件位置经过展开。冷媒状态只表达高低压及液体、蒸气的变化,不对应一种具体工质的物性曲线。未模拟室温、湿度变化、恒温控制、化霜或建筑通风。只在屏幕上观察,不拆外壳、不碰电线或管道。