其实空调的制冷原理并没有那么复杂。它基于物理学中的热力学原理，对管道中的制冷剂进行了压缩、冷凝和蒸发这三个步骤，形成一个从室内到室外冷热交换的循环过程。
《热力学原理》告诉我们，所有液体蒸发从热态转为气态，这个过程都会带走周围的热量。比如打针时使用的酒精，棉签按在手上，你皮肤会感觉到凉快，因为酒精蒸发时带走皮肤上的热量，所以想要凉快，在房间放一盆酒精让它蒸发即可。当然这是最愚蠢的方法，不仅浪费，关键酒精还有毒，所以我们选择了一种更适合的液体，它叫氟利昂，是制冷剂的总称。这种化合物在零下29度就能够沸腾蒸发，只要蒸发就能带走热量。
假如我把它放到房间常温下，是不是就比酒精更能高效吸收热量？你再把这种制冷剂灌入铜管内，让它在封闭管道内沸腾蒸发。在经过风扇吹到周围流动就能让管道加速吸走空气中的热量，然后吹出来的就是冷风。但吸热效果它总有个极限，想要做到重复利用制冷剂循环吸热，那就得想办法把蒸发后的气化制冷剂再次把它还原成液体。那就得用到空调中的重要部件--压缩机。
其实压缩机的原理并不复杂，你就把它理解成自行车的打气筒就行了。初中物理已学过，当空气被压缩时，由于分子之间的距离减小，分子之间的碰撞频率和能量也会增加，因此空气的温度会上升。而压缩机的作用就是把从室内传输过来的低温气体把它压缩成高温高压气体。当然现在市面上用的都是这种涡旋压缩机，而不是老式的活塞压缩机，但功能、用途原理都是一样的。然后高温高压气体经管道来到了外面的冷凝器，这里致使管道内高温的气体与冷凝器室外的正常温度就形成一个很大的温度差。再经过冷凝器的大风扇高速降温，高温的气体突然失去热量就会冷凝成液体，就和这个锅盖上面凝结的水珠一样的原理。这些水珠其实就是锅中的水蒸热气遇到比它冷的锅盖后形成，然后凝结成的水珠。这样解释大家都懂了吧。
虽然管道中的气体制冷剂经风扇降温后还原回液体制冷剂，但它本身的温度并没下降多少，这个温度远没有达到室内所需要的零下温度。所以还需要对它再进一步降温才能达到制冷效果。
这时我们就需要用到空调四大部件中的第三部件，它叫节流阀，也叫膨胀阀。你也可以把它理解成水龙头中的节流阀一样，它的作用就是控制制冷剂的流量，以此实现不同的制冷温度。其实它的原理也很简单，膨胀阀的内部有一段非常窄的区域，当制冷剂经过这里后，压力就会得到瞬间释放。就好比我这个喷嘴壶，水从这个窄小的口喷出来后，压力就得到瞬间释放。在前面说过，空气被压缩后温度会升高，反之释放压力，温度也会下降。去过西藏高原的人深有体会，海拔越高，空气越稀薄，气温越低，制冷剂通过狭窄的区域后压力得到释放温度也跟随急剧下降。膨胀阀通过控制制冷剂的流速来实现温度调节。
还有个部件叫做温控感应器，它紧贴着蒸发管，时刻感应着温度的变化。它内部存储的流体对温度变化非常敏感，它通过一条细管与膨胀阀顶部的压力弹簧相通。根据热胀冷缩原理，房间内蒸发器的温度上升，感应气流体膨胀的压力会推动这个弹簧下压。这时膨胀阀的通道口会变大，就会有更多的制冷剂流向蒸发器。当蒸发器管道内的制冷剂流量增大，制冷温度也会更低。反之，当温度下降时，感应器内部压力减小，弹簧上升，以减少制冷剂的通过。
根据以上原理，膨胀阀是通过控制制冷剂的流速来实现对房间蒸发器温度的控制，通过膨胀阀再次降温的制冷剂温度已经达到零下的经管道来到了房间的蒸发器。所谓的蒸发器其实就是一排铜管，后面加一个叶轮风扇，流动的空气接触到铜管时，会被低温的铜管吸走空气中的热量，所以吹出来的风就是冷的。与此同时，低温的铜管遇到常温的空气会在表面凝结成水珠，这就是空调在制冷时会有水排出的原因。这个原理就类似从冰箱拿出的冰冻可乐表面会凝结水珠一样。从蒸发器管道出来的制冷剂又会被输送到压缩机进行压缩。这就形成了一个户外冷凝器与室内蒸发器冷热交换的制冷循环。
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