空调原理

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最基础的定频单冷
原理就是压缩机压缩,把冷媒从气态压缩为液态,液态的冷媒在外机铜管里面,高温高压,通过鳍片散热
然后液态的冷媒通过毛细管,变为气态的,吸收热量,室内机的鳍片吸收室内的热量
气态的冷媒再被压缩机压缩为液态,这样不断的循环

毛细管的粗细和压缩机要匹配,最佳匹配方式是压缩机满载运行的时候压缩出来的液体和毛细管通过的液体量相等,这就是最佳工况
在系统工作稳定以后
如果压缩机每分钟能压缩1L,而毛细管每分钟只能通过500ml,则压缩机有一部分做功无效
如果压缩机每分钟能压缩1L,而毛细管每分钟能通过2L,则压缩液体的效果不明显,甚至可能会出现无法压缩的形式,比如毛细管完全贯通了,则这个时候就根本不能压缩冷媒了
(这里再说一下空调为什么要抽真空,抽真空的作用是让冷媒更容易被压缩)
(比如不抽真空的时候,冷媒要用100的压力才能压成液体,抽了真空估计就只需要60的压力就能压缩成液体了,这样达到指定温度以后压缩机消耗的电量就更少)

然后定频 冷热空调
原理就是加了一个四通阀  四通阀的样子类似于"巾"
把巾字顺时针旋转90度
压缩机出口连接右边
压缩机入口连接左边中间
外机鳍片铜管连接左边下面
内机鳍片铜管连接左边上面

制冷的时候左边上面和中间连通 液态冷媒在外机鳍片散热
制热的时候左边中间和下面连通 液态冷媒在内机鳍片散热

定频体感不好,一会热一会冷的,所以开发了变频
变频就是压缩机可以变频工作
压缩机变频了,原来的毛细管由于是固定的,就不能时时让整个系统效率最大化,所以就有了电子膨胀阀

电子膨胀阀的作用就是可以精确控制毛细管的孔的大小
这样在压缩机极低功率运行的时候孔最小,压缩机满载运行的时候孔最大,最佳匹配工况


关于外机冷排的层数  单层 1.5层 2层   
冷排越多,单位时间内散发的热量就越多,这样有利于快速排出室内的热量
(比如室内33度,空调设定28度,压缩机功率都相同的情况下,2层冷排可以更快速的让室内达到设定的温度)
在达到了设定的温度以后,空调开始以最低功率运行,单层的冷排和2层的冷排在这个时候差距不大
2层冷排散热快,所以外机的风扇可以不用转那么快,可以安静点(估计属于心理作用,要安静还是要看风扇的电机以及是否有共振)


冷媒有工作适应温度
室外机的散热鳍片温度太高空调就不能制冷了
虽然压缩机还是在工作,但是高温的液态冷媒,比如70度吧,通过电子膨胀阀以后确实变冷了,但是变为了30度的气体,这个时候室内温度也是30度,就根本没法带走热量了
所以空调室外机都有温度传感器,检测到室外机鳍片温度太高的时候压缩机就会停止工作,外机风扇继续吹,先把外机的鳍片温度降下来



我平时喜欢把空调设置为29.5度,这样睡觉的时候温度刚刚好,不用盖东西,体感温度很舒适
(我不明白为什么有人喜欢把空调调的很低,然后盖被子睡觉,这样如果被子不小心被踢掉了就容易感冒抽筋)
白天可以适当调到28.5度,这样室内温度就比较舒适,穿着一身短袖夏装刚好不热不冷
(有人喜欢把空调调死低,突然出去或者突然进来就容易刺激身体,我估计空调病就是因为调的太低了)


采用类似原理的设备还有
除湿机
除湿机就是一台小功率的内机和外机鳍片都在一个设备里面的空调

空气能热水器
原理一样,就是空调制热模式,把热量用来加热水,配合小功率的电热水器就可以把水加热到高温了

admin

https://www.chiphell.com/thread-2435879-1-1.html
最近感觉空调制冷不够强的朋友，说明一下

最近极端高温，很多朋友觉得空调制冷越来越差，甚至不如之前的老机器。
这里面有着很复杂的原因。。。。

首先，空调制冷其实可以看作热机的逆过程。

对于热机来说，高温热源的温度越高，低温冷源的温度越低，效率就越高，或者说发出的能量更多。

反过来，对于制冷，高温冷凝的温度越高，低温蒸发的温度越低，效率就越低，或者说消耗的电力更多。


那么在这20年的时间里，空调究竟经历了怎样的变化呢？

最核心的变化，制冷剂从 R22 换成了 R410a 又换成了 R32

R22 会破坏臭氧层，2020年左右已经彻底淘汰，不再生产新机。
但是因为从90年代一直生产到2020年，30年的时间，保有量非常大。

R410a 是兼顾环境保护和安全的过渡制冷剂，从2010年用到2020年。
因为成本的原因，这10年里主要用于变频空调。（用R410a做定频空调比R22贵）

R32 不破坏臭氧层，是环保制冷剂，但是易燃易爆不安全。
从2020年开始推广，今年2022年终于取代了R410a成为主流。
同样是因为成本，这次直接淘汰掉了定频空调，新机基本都是变频空调。


制冷剂的变化，使得空调的设计取向和控制逻辑发生了巨大变化。

R22 主力就是定频空调，技术非常成熟，性能就看各家的用料良心。
R22 的压缩机是低转速大排量压缩机，排气压力越高，则能够实现的极限温差越大。
因为要照顾到制热时，室内机出风足够热，定频空调的温差通常都做得较大。
当然，有些厂家的压缩机压力不够高，制热不够强，需要加辅助电加热。

大温差设计，最简单的理解就是，制冷时，室内机出风冰冷，室外机出风滚烫。
制冷运行，室外温度40度以上，R22制冷剂的空调也会衰减，但是衰减缓慢。
所以前些年极端高温时，空调制冷不行并不是普遍现象。

大温差设计的最大缺点就是能效比太低，基本在3左右，1.5P空调耗电量1100W
（当时的国标非常宽松，能效比大于2.5就行）

R410a 主力是变频空调
当时R410a的变频空调要正面和R22的定频空调竞争，温差不能做得太小。
否则出风不够冷，消费者不会买账。。。。
但是温差做大了，能效比又上不去。。。。

于是电子膨胀阀开始普及应用，有了电子膨胀阀，温差可以调节。
当室外只有30度，室内设定26度制冷时，电子膨胀阀可以很小的节流。
压缩机也可以低速旋转，这样能效比就非常高。

R410a变频空调，如果用电子膨胀阀，能效比普遍在4左右，1.5P空调基础功率900W
也有很多廉价R410a变频机，还是传统的毛细管，能效比和R22没区别
（当年能效比管得没那么严，这样的机器照样可以卖）

R32 最大的特点就是高压，使用高转速小排量压缩机。
压缩机重量占据室外机重量一半以上，所以R32的空调普遍比R22的空调轻很多。
这其实不是偷工减料，高转速小排量压缩机本来就比低转速大排量压缩机轻很多。

因为R22彻底被禁，R410a做定频空调也没啥成本优势，R32几乎全部是变频空调。
新标准对于变频空调的能效要求也更加严格。
那么厂家能做的，其实也只有，继续减小温差。。。。
R32 配合电子膨胀阀，减小温差以后，能效比可以做到5左右，1.5P空调基础功率700W

但是这个温差小到什么程度呢？
室外机进风35度，出风45度，室内机进风30度，出风20度。
直观的感受就是室内机出风不够冷。

实际上R32可以做到和R22一样的大温差，只要程序调整，跑大功率大温差，就可以了。
制冷时，室内机出风冰冷，室外机出风滚烫，很容易实现。
但是这时的能效比无法达标，无法上市销售。。。。


极端天气来临，问题就来了。

R22的老空调本身就是大温差设计，压缩机排气温度60度以上很轻松。
60度的高温制冷剂，环境温度即使达到45度，依然可以向环境中散热。
有散热，就有制冷，室内机就可以吹出冰冷的风。。。。代价是耗电量惊人。
另外，如果环境温度继续上升到50度，散热就困难了。
无法散热会导致压缩机过载保护器跳开，机器停止制冷，吹自然风。

R410a 变频空调
如果是毛细管机，和R22没区别，压缩机转速拉上去，温差自然就来了。
45度极端天气照样制冷，只是电表飞转。。。。比定频还费电。

如果是电子膨胀阀机器，就看厂家的程序怎么写了。
如果厂家不愿意把空调拉到能效比极低的区间，就会在高温时降频运行。
压缩机排气温度只有50度，室外环境温度45度，就算室外机风扇转速再高，热交换也不足。
那么制冷就不足。。。。无解。。。。

R32 变频空调
首先，能效比做到5了，正规的机器就应当是电子膨胀阀。
毛细管做这种能效比，只能靠限制工作范围，避免跑高频。

核心的矛盾在于，厂家的程序不愿意跑大温差低能效比的工况，用户的需求却是在室外温度45度时，要制冷更强。

解决办法，只有两个

要么程序别限制那么死，适当放弃一点能效比，多给点温差。
把压缩机转速加上去，把电子膨胀阀多节流，排气温度就高了。
用65度的排气温度向45度的环境温度中散热，一点问题也没有。
室内机进出风温差，20度没问题，进风30度，出风10度，异常寒冷。
消费者需要接受的是。。。。1700W耗电量，3500W制冷量，能效比=2

要么疯狂堆料。。。。
只要室外机堆料堆到足够高，排气温度50度，室外环境温度45度，照样能实现足够量的热交换。
（只要散热器足够大，通风量足够高，就可以把热交换温度压制到接近环境温度）
这个足够高是多少呢？三排铜管，大风扇，1.5P室外机做得比2P还大。。。。
以现在的铜价，这样做根本不现实。。。。

那么就没办法了。。。。

发一个通告，告诉用户，室外温度43度以上，空调制冷能力会衰减，完事。