工程热力学论文

空调的热力学知识

随着生活条件的提高,空调也是“旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”，在此我粗略的介绍一下空调特别是变频中央空调的知识，及其用到的热力学知识及基本原理。简单分析一下空调的制热及制冷原理。

家用中央空调（又称为家庭中央空调）是一个小型化的独立空调系统。在制冷方式和基本构造上类似于大型中央空调。由一台主机通过风管或冷热水管连接多个末端出风口，将冷暖气送到不同区域，来实现室内空气调节的目的。它结合了大型中央空调的便利、舒适、高档次以及传统小型分体机的简单灵活等多方面优势，是适用于别墅、公寓、家庭住宅和各种工业、商业场所的暗藏式空调。家用中央空调技术含量高，拥有单独计费、停电补偿等优越性能，通过巧妙的设计和安装，可实现美观典雅和舒适卫生的和谐统一，是国际和国内的发展潮流。

“变频”采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。所谓的“变频空调”是与传统的“定频空调”相比较而产生的概念。众所周知，我国的电网电压为220伏、50赫兹，在这种条件下工作的空调称之为“定频空调”。由于供电频率不能改变，传统的定频空调的压缩机转速基本不变，依靠其不断地“开、停”压缩机来调整室内温度，其一开一停之间容易造成室温忽冷忽热，并消耗较多电能。而与之相比，“变频空调”变频器改变压缩机供电频率，调节压缩机转速。依靠压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。而运用变频控制技术的变频空调，可根据环境温度自动选择制热、制冷和除湿运转方式，使居室在短时间内迅速达到所需要的温度并在低转速、低能耗状态下以较小的温差波动，实现了快速、节能和舒适控温效果。

中央空调与普通分体式空调相比较，家用中央空调有着无可比拟的优势，它在室内机、风管式等十几种样式的空调，每种样式又有许多型号相对应，这就给

用户提供了很多选择机会。它还有许多与室内装修相配的装修方案供用户选择，能够真正满足用户的个性化需求。的样式、送风方可供选择的方案要多达数百种。它拥有嵌入式、卡式、吊顶落地式。四季运行,夏季,制冷机组运行，实现冷调节；冬季,冷机配合热源共同使用，可以实现冬季采暖。在春秋两季可以用新风直接送风，达到节能，舒适的效果。舒适感好，采用集中空调的设计方法，送风量大，送风温差小，房间温度均匀。送风方式多样化，不同于分体式空调一样只有一种送风方式，家用中央空调可以实现多种送风方式，能够根据房型的具体情况制定不同的方案，增强人体的舒适性。同一空间的温差在±1℃，不会得"空调病"。卫生要求好同中央空调一样，能够合理补充新风，配合厨房、卫生间的排风，保证室内空气的新鲜卫生，还可以四季换气，满足人体的卫生要求。这些都是分体式空调所不能实现的。

美观可根据用户需求与喜好，实施从设计到安装的综合解决方案。系统采用暗装方式，能配合室内的高档装修。同时由于室外机组的合理安置也不会破坏建筑物的整体外型美观。中央空调比较高效节能，采用模块化主机，根据设置自动调节制冷量。合理的将白天生活和晚上生活区域分别安装空调，室内及分区控制，各个室内及独立运行，分别调节各个区域内的空气。根据实际负荷做自动化运行，冷暖费用直接转化为电费，开机计费，节约能源和运行费用，比家用空调省电达30％。

运行宁静，采用主机和室内机分离的安装方式，送风回风系统设计合理，采噪音极低，保证了宁静的家居环境。灵活方便根据用户需要可以将一台设备以切换方式为两个环境提供冷气。系统主机相当于一台小型中央空调，可安装在阳台或储藏间等隐蔽处，能同时满足多个房间的冷热需求。各房间均装有智能控制器，可单独控制，随意调温和启停。

制热运行因地制宜可以使用集中供热的热水，也可安装小型挂墙式燃气热水器作为能源，实用热水盘管冬季采暖。可以使用热泵式空调机采暖。在热量不足时，用燃气热水器及热水盘管加热。耐用运行可靠，故障率极低，维护量极小，使用寿命比家用空调长一倍，达15年-20年。空调制热、制冷主要是移动热量。制热时，将室外的热量移到室内；制冷时，将室内的热量移至室外。

电热丝的能效比只能达到1:1，即消耗1千瓦的电力，产生1千瓦的热能。

空调在所有制热产品中的能效比最高，可以达到1:3左右，即消耗1千瓦的电力，能够移动3千瓦左右的热量，所以空调节能省电。空调制热、制冷的原理，是利用氟利昂冷凝液化放热，蒸发气化吸热的特性，以提高、降低室内空气的温度。

空调制热时，气体氟利昂被压缩机加压，成为高温高压气体，进入室内机的换热器（此时为冷凝器），冷凝液化放热，成为液体，同时将室内空气加热，从而达到提高室内温度的目的。液体氟利昂经节流装置减压，进入室外机的换热器（此时为蒸发器），蒸发气化吸热，成为气体，同时吸取室外空气的热量（室外空气变得更冷）。成为气体的氟利昂再次进入压缩机开始下一个循环。

空调是人类利用热力学知识做出来的伟大而神奇的，极大地改善了人类的生活环境，提高了人们的生活品质。