空調(diào)是誰發(fā)明的,又是如何制冷的?
一提到夏天,小伙伴們想的一定是空調(diào)WiFi西瓜,這排名靠前空調(diào)要是少了,即使有WiFi和西瓜,恐怕也沒有幾個人愿意在房間里呆著的。夏天一到,命簡直就是空調(diào)給的有木有!那你一定要感謝一個人——威利斯開利Willis Haviland Carrier,不多說,肯定有小伙伴知道他就是空調(diào)的,1928年就搞出了家用空調(diào)。
威利斯·開利生于紐約州伊利湖畔的小鎮(zhèn)安哥拉,他喜歡發(fā)明和創(chuàng)造并立志成為工程師多少還是受其母(伊麗莎白)親影響較大,因為母親不僅會修鐘表縫紉機,還會家電維修,算得上是個女強人,他的父親經(jīng)營著一個農(nóng)場,生活條件還算優(yōu)渥。1901年進入康奈爾大學(xué)學(xué)習(xí),獲得了機械工程專業(yè)的碩士學(xué)位,也結(jié)識了首任妻子,這個學(xué)霸君也算是人生了。隨后開利改良的空氣調(diào)節(jié)裝置(空調(diào)的前身)終于在1906年被后人稱為“空調(diào)之父”。
空調(diào)是怎么制冷的呢?相信很多小伙伴也只知道有個制冷劑這么個東西在起作用,并不了解其深入的原理。其實就是利用了物理上的一種現(xiàn)象“物態(tài)變化”物質(zhì)的狀態(tài)一般有三種,固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)(只是在地球上是這樣,其實等離子態(tài)和超固態(tài)才是這個宇宙的常態(tài))以水為例,冰融化成水,需要吸收周圍環(huán)境的熱量,水氣化成水蒸氣,依然是要吸收大量的熱量,如果將這個過程倒轉(zhuǎn)過來,就變成了放熱過程。空調(diào)并不是在我們的室內(nèi)產(chǎn)生了多少冷,而是將我們室內(nèi)的熱量通過物態(tài)變化伴隨著的能量流動,一并帶走,室內(nèi)的熱量減少了,溫度自然也就低了。只不過因為水的沸點比較高,并不容易發(fā)生這一物態(tài)變化,我們并不會用水做制冷劑。而是采用了一些沸點較低的物質(zhì)(氟利昂CCl2F2,R22、R431a)
空調(diào)制冷的過程也并不復(fù)雜,有點像一個熱量的傳輸帶。在空調(diào)中,制冷劑在連接著室內(nèi)機和室外機的銅管里循環(huán)流動著,但是在兩端卻發(fā)生著截然相反的兩種情況:
流入室內(nèi)機的制冷劑由于壓力被減小,制冷劑隨即沸騰(氣化吸熱),這一過程中就帶走了室內(nèi)大量的熱,于是室內(nèi)機風(fēng)扇吹入的空氣被降溫后吹出空調(diào),就是涼風(fēng)。
當(dāng)氣化的制冷劑循環(huán)到室外機時,被壓縮機提高壓力,沸點低于室外溫度,氣化的制冷劑重新變成液態(tài),放出室內(nèi)的熱量,這就是為什么空調(diào)外機吹出的熱風(fēng)了。
但是值得注意的是,同樣是制冷設(shè)備的冰箱,原理和空調(diào)卻是相反的。冰箱是將冷凍室內(nèi)的熱量帶到的室外,但是由于冰箱的體積一般都比較小,所以并不會設(shè)計專門的室外機散熱,而是直接將熱量通過冰箱散熱面釋放到了廚房里。所以廚房里會比較熱,但是如果是大型的冷凍設(shè)備,就有必要弄個室外,將多余的熱量釋放掉。