空調(diào)換熱器的工作原理

空調(diào)系統(tǒng)中的換熱器（通常指蒸發(fā)器和冷凝器，俗稱(chēng)“兩器”）是實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移的部件，其工作原理基于制冷劑的狀態(tài)變化（相變）和熱力學(xué)第二定律（熱量自發(fā)從高溫物體傳向低溫物體）。

1、蒸發(fā)器（室內(nèi)機(jī)主要部件）：

作用： 吸收室內(nèi)空氣中的熱量，實(shí)現(xiàn)制冷效果。

過(guò)程：

來(lái)自膨脹閥的低溫、低壓液態(tài)制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器盤(pán)管。

室內(nèi)空氣被風(fēng)扇強(qiáng)制吹過(guò)蒸發(fā)器的翅片和盤(pán)管表面。

由于制冷劑溫度遠(yuǎn)低于室內(nèi)空氣溫度，空氣中的熱量被制冷劑吸收。

制冷劑吸收足夠熱量后，發(fā)生沸騰汽化，從液態(tài)完全轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏?、低壓的氣態(tài)。這個(gè)吸熱汽化過(guò)程帶走了室內(nèi)空氣的熱量，使空氣溫度下降，同時(shí)空氣中的水蒸氣也可能在低溫翅片上凝結(jié)成水（除濕）。

關(guān)鍵點(diǎn)： 制冷劑在蒸發(fā)器中完成從液態(tài)到氣態(tài)的吸熱相變。

2、冷凝器（室外機(jī)主要部件）：

作用： 向室外環(huán)境釋放從室內(nèi)吸收的熱量以及壓縮機(jī)做功產(chǎn)生的熱量。

過(guò)程：

經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的高溫、高壓氣態(tài)制冷劑進(jìn)入冷凝器盤(pán)管。

室外空氣被風(fēng)扇強(qiáng)制吹過(guò)冷凝器的翅片和盤(pán)管表面。

高溫的制冷劑氣體溫度遠(yuǎn)高于室外空氣溫度，因此熱量從制冷劑傳遞給流過(guò)的較冷空氣。

制冷劑在釋放熱量的過(guò)程中，溫度逐漸降低，終發(fā)生冷凝液化，從氣態(tài)完全轉(zhuǎn)變?yōu)橹袦?、高壓的液態(tài)。這個(gè)放熱冷凝過(guò)程將熱量排放到室外環(huán)境中。

關(guān)鍵點(diǎn)： 制冷劑在冷凝器中完成從氣態(tài)到液態(tài)的放熱相變。

原理總結(jié)：

相變吸/放熱： 蒸發(fā)器利用液態(tài)制冷劑在低壓下汽化吸熱的特性冷卻室內(nèi)空氣；冷凝器利用氣態(tài)制冷劑在高壓下冷凝放熱的特性向室外散熱。

強(qiáng)制對(duì)流換熱： 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)空氣流經(jīng)帶有密集翅片的盤(pán)管（增大換熱面積），顯著提高空氣與制冷劑之間的熱交換效率。

熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)： 熱量總是自發(fā)地從高溫物體（如室內(nèi)熱空氣、高溫制冷劑氣體）流向低溫物體（如低溫液態(tài)制冷劑、室外冷空氣）。

蒸發(fā)器和冷凝器雖然結(jié)構(gòu)相似（都是翅片管式換熱器），但在制冷循環(huán)中扮演著完全相反的角色：一個(gè)負(fù)責(zé)吸熱（蒸發(fā)），一個(gè)負(fù)責(zé)放熱（冷凝）。正是它們協(xié)同工作，配合壓縮機(jī)和膨脹閥，驅(qū)動(dòng)制冷劑循環(huán)往復(fù)地完成吸熱-壓縮升溫-放熱-節(jié)流降溫的過(guò)程，終實(shí)現(xiàn)了空調(diào)的制冷功能。在制熱模式下，通過(guò)四通閥切換，兩者的功能會(huì)互換。