第061章工作原理
1842年,佛罗里达州医生约翰·哥里(John Gorrie)以压缩落成的新大楼设有中央空调。
一名新泽西州Hoboken的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统,并把技术由纺织厂迁移至商业大厦,他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。
1902年后期,首个现代化,电力推动的空气调节系统由威利斯·开利(1876年-1950年)发明。
其设计与Wolff的设计分别在于并非只控制气温,亦控制空气的湿度以提高纽约布克林一间印刷厂的制作过程质素。
此技术提供了低热度及湿度的环境,令纸张面积及油墨的排列更准确。
其后,开利的技术开始用于在工作间以提升生产效率,开利工程公司亦在1915年成立以应付激增的需求。
在逐渐发展下,空气调节开始用于提升在家居及汽车的舒适度。
住宅空调系统的销量到1950年代才真正起飞。
建于1906年,位于北爱尔兰贝尔法斯特的皇家维多利亚医院,在建筑工程学上具有特别意义,被称为世界首座设有空气调节的大厦。
1906年,美国北卡罗莱纳州夏洛特的Stuart W. Cramer正找寻方法增加其南方纺织厂的空气湿度。Cramer把技术命名为空气调节,并在同年将其用于专利申请中,作为水调节(water ing)的代替品。
水调节当时是一个著名的程序,令纺织品的生产较容易。
他把水汽与通风系统结合以“调节”及转变工厂里的空气,控制纺织厂中极重要的空气湿度。
威利斯·开利使用此名称,并把它放进其1907年创办的公司名称:“美国加利亚空气调节公司”(今开利公司)。
1915年,卡里尔成立了一家公司,它是世界最大的空调公司之一。
但空调发明后的20年,享受的一直都是机器,而不是人。
直到1924年,底特律的一家商场,常因天气闷热而有不少人晕倒,而首先安装了三台中央空调,此举大大成功,凉爽的环境使得人们的消费意欲大增,自此,空调成为商家吸引顾客的有力工具,空调为人们服务的时代,正式来临了。
空调分为单冷空调和冷暖两用空调,工作原理是一样的,空调以前大多一般使用的制冷剂是氟利昂。
氟利昂的特性是:由气态变为液态时,释放大量的热量。
而由液态转变为气态时,会吸收大量的热量。(即先吸热气化再液化放热)空调就是据此原理而设计的。
压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂,然后送到冷凝器(室外机)散热后成为常温高压的液态制冷剂,所以室外机吹出来的是热风。
然后到毛细管,进入蒸发器(室内机),由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大,压力减小,液态的制冷剂就会汽化,变成气态低温的制冷剂,从而吸收大量的热量,蒸发器就会变冷,室内机的风扇将室内的空气从蒸发器中吹过,所以室内机吹出来的就是冷风。
空气中的水蒸汽遇到冷的蒸发器后就会凝结成水滴,顺着水管流出去,这就是空调会出水的原因。
制热的时候有一个叫四通阀的部件,使制冷剂在冷凝器与蒸发器的流动方向与制冷时相反,所以制热的时候室外吹的是冷风,室内机吹的是热风。
其实就是用的初中物理里学到的液化(由气体变为液态)时要排出热量和汽化(由液体变为气体)时要吸收热量的原理。
中央空调制冷原理:
液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热、冷凝时的放热效应来实现制冷的。液体汽化形成蒸汽。
当液体(制冷工质)处在密闭的容器中时,此容器中除了液体及液体本身所产生的蒸汽外,不存在其他任何气体,液体和蒸汽将在某一压力下达到平衡,此时的气体称为饱和蒸汽,压力称为饱和压力,温度称为饱和温度。
平衡时液体不再汽化,这时如果将一部分蒸汽从容器中抽走,液体必然要继续汽化产生一部分蒸汽来维持这一平衡。
液体汽化时要吸收热量,此热量称为汽化潜热。
汽化潜热来自被冷却对象,使被冷却对象变冷。
为了使这一过程连续进行,就必须从容器中不断地抽走蒸汽,并使其凝结成液体后再回到容器中去。
从容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成液体,则所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低,我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行,因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。
制冷工质将在低温、低压下蒸发,产生冷效应;并在常温、高压下冷凝,向周围环境或冷却介质放出热量。
蒸汽在常温、高压下冷凝后变为高压液体,还需要将其压力降低到蒸发压力后才能进入容器。
液体汽化制冷循环是由工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽冷凝、高压液体降压四个过程组成。
中央空调制热原理:
压缩机吸入低压气体经过压缩机压缩变成高温高压气体,高温气体通过换热器把水温提高,同时高温气体会冷凝变成液体。
液体在进入蒸发器进行蒸发,(蒸发器蒸发的同时也要有换热媒体,根据换热的媒体不同机器的型号结构也不同,常用的有风冷和地源。)液体经过蒸发器后变成低压低温气体,低温气体再次被压缩机吸入进行压缩。
就这样循环下去,空调侧循环水就变成45-55度左右的热水了。
热水经过管道送到需要采暖的房间,房间安装有风机盘管把热水和空气进行热交换实现制热目的。
水系统工作原理:
水冷中央空调包含四大部件,压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器,制冷剂依次在上述四大部件循环,压缩机出来的冷媒(制冷剂)高温高压的气体,流经冷凝器,降温降压。
冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出,冷媒继续流动经过节流装置,成低温低压液体,流经蒸发器,吸热,再经压缩。
......
未完待续
第062章预告控温