制冷、制熱、除濕模式 空調是如何做到自由切換的？

現在，幾乎家家都有空調，夏天制冷，送來陣陣涼爽，冬天制熱，提供絲絲暖意，梅雨除濕，營造清爽環境。空調極大地提升了我們生活的舒適度，那麼，它是如何做到多種模式自由切換的呢？我們以氟利昂制冷劑在制冷模式下的工作過程為例，首先介紹空調四大件：壓縮機、冷凝器、蒸發器、節流閥。

壓縮機吸收來自蒸發器的低溫低壓氣體氟利昂，通過電機運轉帶動活塞對其壓縮后，排出高溫高壓的氣態氟利昂，為制冷循環提供動力。

冷凝器是一個熱交換器，將高溫高壓的氣態氟利昂冷卻並液化為常溫高壓的液態氟利昂，液化過程要釋放大量熱量。

蒸發器也是一個熱交換器，液態的氟利昂經毛細管進入蒸發器，空間突然增大，壓力減小，液態的氟利昂就會汽化，變成氣態低溫的氟利昂，而汽化過程要吸收大量熱量。最后氣態的氟利昂回到壓縮機繼續壓縮，形成循環。

節流閥的作用是將冷凝器中冷凝壓力下的飽和液體或過冷液體節流后降至蒸發壓力和蒸發溫度，同時根據負荷的變化，調節進入蒸發器制冷劑的流量。

在上述制冷模式中，制冷劑的循環流向是壓縮機-室外機-室內機-壓縮機，人們一般把室外機裡的管線稱作冷凝器，吹出的是熱風﹔而把室內機裡的管線稱作蒸發器，風扇將室內的熱空氣從蒸發器中吹過變成冷風，於是空調達到制冷的效果。

而在制熱模式中， 空調利用一個叫四通閥的部件，使氟利昂在室內機和室外機的流動方向與制冷時相反，即制冷劑的循環流向是壓縮機-室內機-室外機-壓縮機。此時，室內機和室外機的作用也發生對調，即室內機充當冷凝器，將過熱蒸汽在寒冷的室內冷卻釋放熱量，室內冷空氣經過風扇變成熱風，於是空調達到制熱的效果。而室外機發揮蒸發器的作用，因此吹出冷風。

可以看到制熱循環和制冷循環其實就是運用了初中物理中液化（由氣態變為液態）時要排出熱量和汽化（由液態變為氣態）時要吸收熱量的原理。

除濕模式中，利用了空氣中的水分遇冷會被冷凝成水的原理。空調蒸發器中的制冷劑蒸發時要吸收大量熱量，使蒸發器表面溫度降低很多，這時室內空氣中的水蒸氣遇冷便液化成水，這些冷凝水經出水管排出室外，房間空氣中的部分水分就這樣被除掉了，因此空調制冷過程中必然會伴隨著除濕。

需要注意的是，夏季制冷時，溫度設置26~27攝氏度，其冷負荷可以減少8%左右﹔冬季制熱時，溫度設置低2攝氏度，也夏天將空調設於睡眠擋﹔人在睡眠時，代謝量減少30%~50%，夏天將空調設於睡眠擋，在制冷時設置溫度高2攝氏度，可節電20%左右。

實踐証明，對靜坐或輕度勞動的人來說，室溫保持在28~29攝氏度，相對濕度保持在50%~60%，人就不會感到悶熱，也不會出汗，屬於舒適范圍。

本文由北京印刷學院物理系副教授李蜜丹進行科學性把關。