夏日炎炎,烈日當空,是空調帶給我們涼爽,使我們能夠安心工作和有一個良好的睡眠。而在冰天雪地的冬天,空調又為我們帶來溫暖,使我們可以全身心的投入工作與學習當中。如今多數家庭采用的均為冷劑式熱泵型分體空調(以下簡稱空調),有壁掛、立柜兩種常見形式,既能制冷又能制熱,在我們的生活中發揮著極為重要的作用。但有很多用戶感嘆為什么空調在夏天運行時制冷效果很好,冬天使用時房間內卻遲遲不熱呢?這就要從空調的工作原理來分析。
空調由四大部件組成,有蒸發器、壓縮機、冷凝器、節流閥(或膨脹閥)。還有一個重要的介質便是制冷劑。夏季,室內空氣通過進風口進入機組內,蒸發器中的制冷劑吸收室內空氣的熱量,制冷劑由低溫低壓的氣液混合物(氣體多、液體少)變為中溫低壓的氣體,之后經過壓縮機壓縮為高溫高壓的氣體,再在冷凝器側放熱變為中溫高壓的氣液混合物(氣體少、液體多),后由節流閥減壓為低溫低壓的氣液混合物(氣體多、液體少),又回到蒸發器,循環往復。在蒸發器側被降溫后的空氣重新送入房間,冷凝器側放出的熱量在風機的動力下被室外空氣帶走。原理見下圖1。
圖1 空調的工作原理
冬季則是利用四通換向閥使夏天的制冷循環逆向運行變為制熱循環,這時候原本的冷凝器變為蒸發器,蒸發器變為冷凝器,蒸發器側的制冷劑從室外吸收熱量,經過壓縮機壓縮,再到室內冷凝器側放出熱量,機組內空氣升溫后送回房間??梢钥闯霾徽撛谙募具€是冬季,空調充當的作用即為熱量的“搬運工”。夏季將室內的熱量“搬到”室外去,冬季將室外的熱量“搬到”室內。
針對以上提出的問題,其實有多種影響因素,這里只從本質原因進行解釋。
(1)以熱量的來源看:夏季是從室內取熱,室內溫度大致在25-35℃之間;而冬季是從天寒地凍的室外取熱,室外溫度起碼在10℃以下。冬季取熱比夏季取熱困難。
(2)制熱時需升高的溫差比制冷時需降低的溫差大得多。以上海某區的某家庭為例,夏季空調室外干球計算溫度:34.4℃,室內設定26℃,制冷溫差:8.4℃。冬季空調室外計算溫度:-2.2℃,室內設定20℃,制熱溫差:22.2℃。制熱溫差遠遠大于制冷時的溫差。制熱(制冷)就類似于爬樓梯,溫差越大需爬的層數就越多,空調的工作負荷就越大。
結合兩點來講,同一機組的制熱與制冷相比,其不僅任務難,而且任務量大,因此功率一定的條件下達到設定室溫所需的時間自然也越長??吹竭@里會有人問,那冬季室外溫度達到零下甚至更低的時候,制熱豈不是更慢嗎?答案是對的。室外溫度越低,導致空調的取熱越困難,制熱溫差也越大,升溫自然更加緩慢。
那如何克服這一問題呢?廠家為我們提供了一種附加功能--電輔熱。電輔熱是指利用電阻絲發熱原理,將電能轉換為熱能以此來補充熱量,使房間能夠更快地熱起來。聽起來不錯,但電是優質能,熱是低質能,這兩種能量形式的轉換是不經濟的,可以通過計算來進行比較。根據能量守恒與轉換定律,1度電可以產生1度的熱,熱量一般不以度為單位,1度熱=3600KJ熱量。但是由于轉化的過程當中會存在一定的散熱損失,因此可利用的熱量會小于3600KJ。而對于制熱循環,能效比也在3-4左右,意味著1度電可以產生3-4度的熱量。在同等耗電量的條件下其產生的熱量是電輔熱的3-4倍,故電輔熱相對于普通制熱是非常費電的。它僅適合在室外溫度極低,且制熱效果不理想時開啟,否則不必開啟電輔熱。特別注意的是:冬季啟動制熱模式時,要留心觀察電輔熱有沒有自動打開,避免造成非必要的能耗。