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空调制冷原理思考

除了日常使用的压缩机制冷,还有一些奇怪的制冷方法,譬如各种烧火制冷系统(例如溴化锂吸收式制冷)。

现有对压缩机制冷的讲解我觉得还是讲的不够通透,所以我尝试简单讲一下这些制冷方式更底层的原理,是相通的。

大家应该见过 fire piston 小实验:用手大力拍打一下针筒推杆,针筒内空气受压后温度会瞬间上升,从而点燃针筒内的易燃物。(如果没有放易燃物,松手后,针筒内加热的空气温度又会降回到室温。)

现在想象一下,如果针筒持续保持受压状态(不考虑漏气),内部空气的高温会慢慢导热散发掉,等内部空气温度降低到室温时,再解除压力恢复至常压,因为气压降低,空气温度会相应降低,所以针筒内空气温度会下降到低于室温的温度,这便是制冷的原理。

溴化锂吸收式制冷是在较为密封的环境把水烧开从而产生高压的气体,然后把高压气体通过散热器把热量导热散发出去,最后再把接近环境温度的高压气体拿去降压,从而得到比环境温度更低的温度。

如果使用空气压缩和降压制冷,一次压缩和降压可以制的冷比较少,受限设备体积,我们希望同等体积的物质压缩和降压一次可以制尽可能多的冷,改变压力能在液体和气体切换可吞吐很大的热量,于是就有了现代制冷剂。

上面之所以用到溴化锂也是为了让气态水蒸汽转为液态可以降温更多,同时还可节约用水。不使用溴化锂,也可以直接烧水,水蒸发了直接加水。

总结:制冷原理核心表述不该是蒸发吸热、凝结放热,而是:加压升温、散热降温、降压二次降温。

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