什么是空调？空调的工作原理和空调机组用途、类型介绍
什么是空调？空调的工作原理和空调机组用途、类型介绍
空调是现代生活中不可或缺的设备，无论是在炎热的夏季还是寒冷的冬季，都能为我们提供舒适的室内环境。本文将为您详细介绍空调的定义、工作原理、历史发展、不同类型以及各种应用场景，帮助您全面了解这一神奇的设备。
在这本全面的空调指南中，我们将深入研究空调的基础知识。我们将探讨基本定义、功能以及英国市场上各种类型的空调。无论您是业主还是办公室经理，本指南旨在确定这些冷却系统在各种住宅和商业空间中发挥的常见作用。准备好增进您对空调的理解，并就您的制冷需求做出明智决策。
什么是空调？
空调是一种通过吸入和改变或处理其周围空气的机器 - 通常在封闭的室内区域或环境内运作 - 然后将再循环或排出室外，供该区域用户的使用。
作为更广泛的暖通空调（供暖、通风和空调）系统的一部分安装的任何这种机器在技术上可能符合空调机组的资格。然而，在日常使用中，“空调机”、“空调”或“A/C”几乎总是表示旨在快速冷却过热空气的装置，有助于为附近人们创造更舒适的生活或工作环境。
空调的工作原理
虽然我们都熟悉空调的功能，但较少人能够自信地描述空调是如何工作的。在本指南中，我们将广泛提到设计用于制冷的机器。
空调如何工作：循序渐进
空调过程初看可能复杂，但以下是现代空调系统为保持凉爽而经历的关键步骤的简化细分：
- 恒温器设定您想要的空间温度。环境传感器与空调通信，自动启动或停止机械制冷过程。
- 当需要时，空调通过风扇电机（基本上是一系列强大的风扇）从房间吸入温暖空气，将其通过一组中空密封金属线圈。
- 这些封闭线圈含有制冷剂化合物 - 能轻松从液体转变为气体的化学物质。这一相转变过程为吸热过程，即它会自然吸收热量，因此金属线圈迅速失去热量。
- 随着空气经过线圈，通过这持续的相位转变会吸收热量，因此温度也会下降。在此阶段，空气中的水分也会被冷凝沉积在线圈上并排出。
- 由于盘管中的制冷剂数量有限，液态到气态的变化最终需要逆转，这样循环才能继续运行。为实现这一点，空调系统中的压缩机启动，迫使蒸发的制冷剂变回液态形式。
- 如预期的那样，逆转相转变过程也逆转了结果。它变成一个放热过程，这意味着它排出热量 - 与期望效果相反。因此，压缩机通常位于外部屋顶或墙壁上。在这一阶段产生的热空气被排出到附近区域。
- 这些过程在空调工作时被连续循环，产生的冷/热气流被导入/排出建筑物内外。室内制冷因此可以持续进行，直到达到恒温器温度为止。
空调是何时发明的？
尽管我们都熟悉的时尚、功能强大、用户友好的空调继续发展，但现代气候控制机组和技术的起源实际上比大多数人想象的要早得多。
事实上，早在 19 世纪中期，空调技术的发展就迈出了非常重要的两步。英国化学家、物理学家和发明家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）是最早发现空气可以用压缩和液态氨冷却的人之一，法拉第笼是一种阻挡和耗散电场的技术，我们今天仍然广泛使用法拉第笼。在这一突破之后，菲律宾医生约翰·戈里（John Gorrie）提出了法拉第（Faraday）的想法，即使用压缩力来降低温度。然后，他进一步提出并实际创造了一种可行的基于压缩的制冰系统，他用此系统来冷却佛罗里达州的一家医院里的房间。
此后，我们今天所认识的现代空调机组的最早版本是由美国发明家威利斯·开利（Willis Carrier）于1902年制作的原型。Carrier受托解决布鲁克林印刷厂的环境湿度问题，他接受了机械制冷的概念，并开发了一台机器，其原理与之类似，但根据问题的要求，严格关注暖通空调/热管理。
Carrier的启发性解决方案是一种将印刷厂的温暖、潮湿空气引导通过一系列填充有冷水的铜线圈的设备。当空气穿过这些线圈上时，它迅速冷却以至于将其大部分水分凝结在暴露的金属管道上，形成冷凝水。它流出时的温度远远低于它进入时的温度。
再过四五年，空调这一通用名称才被创造出来。当然，早期定制的空调设备并不实用：又大又吵，价格高得令人望而却步。然而，Carrier认为这个想法有更广泛的潜力，于是一直坚持下去。他最终创办了开创性的Carrier美国空调公司。
1933年，美国首批由皮带驱动、机械控制的蒸发器盘管空调机组下线生产。近一个世纪后，虽然对基本配方进行了无数次调整和改进，但许多Carrier的基本创新依然是我们今天所依赖的安静、紧凑、传感器驱动和节能单位的核心。
空调机组类型
考虑到空调设备部署在的各种环境，以及在不同地点需要维持的温度和湿度范围，因此，全球供应商设计和销售的空调设备和系统配置种类繁多也就不足为奇了。
很多设备在基本降温功能之外还内置了一些重要的额外功能。下面我们将介绍几种主要类型。
分体式壁挂式空调单位
分体式空调单位是物理上分开空调工作的两个主要阶段的一种常见方法。它们由室内和室外两部分组成。室内部分包含风扇和冷却盘管，而室外部分则包含冷凝器盘管、压缩机、毛细管等。
因此，在大多数组建中，分体式空调更容易安装，因为无需在建筑物内部运行复杂或侵入性的管道系统来排出热空气，这部分热空气已经在室外排出。此外，这种分工还意味着分体式空调在内部运行时更为安静。
它还可以将多个进气装置连接到单个外部处理装置，可大大提高效率。总的来说，分体式空调单位的缺点是初始成本较高，尽管较低的能源费用通常会收回这些成本。
单独便携式设备
单独便携式空调设备具备各种灵活性优势，因为可以随时从一个房间移动到另一个房间。然而，唯一的要注意的是，在所有需要使用的地方，都需要有直接向外排气的方法。
应该注意，大多数便携式空调设备仍然不易移动。即使它们有轮子，也会非常沉重，而且需要定期手动排空水，因为当水满时它们会自动关闭。它们非常适用于短期解决方案，但通常只适用于一次只需要冷却一个房间。如果需要在更大范围内使用空调，则其他选择可能更有效。
带除湿器的设备
组合空调器-除湿器设备也很常见。这两种类型的设备在从空气中除湿方面几乎执行相同功能，并且它们都是使用相同的方法。不同之处在于处理废气产物的方式。
空调器将热空气排到房间外部或建筑物外部，而除湿器通常将热空气就近排出。同样地，由于换热过程的自然结果，空调器排除的湿气通常也会自动排放到外部。而除湿器则需要所有者定期手动清空集成式水桶系统。
结合了两种功能的设备并不能兼顾全部。在大多数情况下，更具成本效益的组合空调器和除湿器需要更多人工操作。价格更高的型号通常能够自动将湿气排除到外部，前提是你能建立必要的管道路径来实现这一点。
带有加热器的设备
合并空调和加热功能的设备可能一开始听起来矛盾。空调设备的工作机理总是在过程的自然中产生热量。在仅制冷的情况下，热量需要有效地排出区域。
然而，在气候多变的地区，用户通常在一年中的不同时间需要非常不同的温度要求。这就是便携式空调加热器可能派上用场的地方。这类设备唯一的区别在于可以颠倒热泵。用户可以通过翻转开关，指导这些多功能机把在相变过程的一端产生的热空气重新引导到房间内，而不是总是排到外面去。
空调机组用途
虽然所有空调机组的核心机制通常都是相对统一和可预测的，但空调的用途几乎和繁多的各种品牌和型号的空调一样多样化。例如：
家用
在世界许多国家，家用空调机组代表了整体空调市场中较大的部分。尽管在英国情况可能不同，但对家用空调的需求正在增加。然而，在夏季，短期家庭使用的便携式家用空调始终很受欢迎。
车库
车库用空调对于清新汽车尾气、园艺产品、清洁化学品和和 DIY 必需品的一般烟雾，这些必需品可能会在这些小型多用途空间中徘徊。各种类型的组合机组（如带除湿器或加热器的空调）可以真正帮助稳定通常变化多端环境中的整体氛围和湿度。用于偶尔或季节性使用的小型、便携式、无风管空调在车库中越来越受欢迎。
温室
温室空调在整年都可以起到真正的作用。这些不断变化的环境通常建在建筑外部相对暴露的位置，夏天会很闷热，但在一年中的许多其他时间可能感觉太冷。温室空调可以真正帮助稳定和控制这种环境。
商用
商用空调可以担负多种形式和功能。在许多情况下，就像家用版本一样，它主要是关于保持员工舒适、高效和愉快。然而，在许多行业和领域中，流行的空调设置还扮演一些稍微更专业的角色。
办公室
根据任何给定企业或工作场所盛行的空气质量和环境温度如何，办公室空调可能是员工感到满意和积极的关键。工业楼宇空调系统在许多类型的办公环境中都很常见，但如果您租用工作空间，或在任何其他情况下安装规模较大的管道布线系统会过于繁琐，便携式办公室空调可能同样是一个可行的选择。
零售
狭小的空间、抛光的表面和缺乏从外部直接获取新鲜空气的途径可能意味着许多强烈的零售环境很快会感到太热、闷热、寒冷或陈旧。零售空调可以帮助改善繁忙、高客流量展厅或商店销售空间内的总体氛围。这可以迅速为员工、客户和营业额带来实实在在的好处。
服务器机房
服务器机房空调在保持重要硬件在理想温度和湿度水平运行方面发挥着至关重要作用。对服务器机架和存储设施进行精确的气候控制是一门微妙的科学，整个 IT 行业都非常重视。因此，服务器机房空调被视为HVAC市场的一个独立、专门领域。
为了进一步指导您规划和计算空调购买的任何方面，建议您联系我们的专家支持团队成员。