壓縮機=心臟!冷氣原理大公開 原來一開始根本不是給人吹的

定時省電、愛護地球~

文/阿雜

炎炎夏日,對阿雜來說不可或缺的三元素就是:陽光、汽水、冷氣。

冷氣對我來說絕對排得上人類偉大發明的上位圈,沒有冷氣我也無法在這種氣候下舒適寫文章(36度誰受得了呀~),那麼冷氣是何時發明的?運作原理又是什麼呢?

一、古時候的人有冷氣吹嗎?

「冷氣」其實存在已久,過去的人會將冰塊從寒冷的地方運來,利用寒氣避暑。

 但利用電力來運作的「冷氣機」,則是在二十世紀初才出現的喔!

1902年紐約某間印刷工廠因為夏天溫度過高,熱漲冷縮讓墨水難以跟紙張對齊而影響到印刷品質,所以請了水牛城鍛造公司的威利斯·開利(Willis Carrier)解決這個問題。

▲開利。(圖/翻攝自wikipedia)
▲威利斯·開利,現代空調之父(圖/翻攝自Wikipedia)

這位開利先生就是初代冷氣機的發明人啦,開利運用了暖氣機的概念,讓空氣中的水凝結在機器中的線圈上,達到降溫跟除溼的效果(開利當年發明的這台冷氣跟現在你在吹的那台冷氣技術已經不一樣囉)。

因為這項發明讓印刷廠的品質大大提高,後來機器也賣到了國外的工廠。

事實上,在冷氣機剛發明的前幾年,都是運用在工業上、為了讓機器降溫保持產能而吹的冷氣,而非讓人享受舒適而裝置的喔!

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但大家都知道天氣熱的時候注意力比較難集中,脾氣也變得比較暴躁,所以其實溫度是會影響人類的工作效率的,而且高溫也讓人不想外出。1924年在美國的底特律,有商城因為溫度太高讓好幾位客人熱昏,於是決定裝幾台冷氣機,沒想到大獲好評,很多客人都因為這裏有冷氣而進來逛街,開冷氣,人進來,商城發大財。

因為冷氣的普及,大大改變了人類的作息,工業上讓產量跟效能提高,商業上讓許多店家營業時間可拉長、大家更願意到體育館看球或是進戲院看電影,對整個娛樂跟電影產業提升成效之大。熱帶地區的國家也不再受限於高溫,有更舒適的環境可以工作跟休息。一台冷氣機的發明,牽動的是幾億人的生活呀。

 二、現代冷氣機的運作原理

首先要確立幾個概念,根據熱力學第一定律,能量守恆,也就是能量不能被憑空創造,也不會憑空消失。也就是說開冷氣時房間如果變冷了,表示那些熱量被轉移到了其他地方。

再來,水如果沸騰,表示吸收了熱量;水蒸氣如果凝結,則會放出熱量。

好的,知道這兩件事之後,用幾句話簡單說一下冷氣機在幹麻:室外跟室內各有一台機器,室內機利用冷煤的沸騰把熱量吸收,再把變成氣態的冷煤放到室外機,讓它凝結液化,於是就放出熱量,所以室內的熱量就轉移到了室外。簡單來說就是利用冷煤的相變(物態變化)吸熱、放熱去製造循環。

▲冷氣。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)
▲▼冷氣的內、外機。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)
▲冷氣。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)

現代的家用冷氣機一般都是氣冷式,冷煤的循環路線通常就是:壓縮機→凝結器→接收乾燥器→膨脹閥→蒸發器,再回到壓縮機。

▲冷氣。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)
▲冷氣的壓縮機,不同機型型狀可能不太相似。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)

可以發現壓縮機是很重要的零件,它的功能解釋起來文章會太長,因為日本進口的壓縮機非常稀少(喂~),總之壓縮機就是讓冷媒從低壓低溫的氣態壓縮成高壓高溫的氣態(氣壓跟沸點的變化有關係)、並帶起流動,就像是冷氣機的心臟一樣!

▲冷氣。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)
▲冷氣簡易流程圖。(圖/阿雜提供,請勿隨意翻拍,以免侵權。)

題外話:冷媒是什麼

冷氣如果不冷,有時候去維修都會說是冷媒的問題,究竟冷媒是什麼呢?冷媒又稱製冷劑,前面解釋了那麼多,就知道它的職責是利用相變來吸放熱量,讓能量轉換。

因為冷氣機使用的冷媒需要沸騰,所以通常會選用沸點較低的物質。在早期,也就是人類意識到臭氧層破洞之前,鹵代甲烷——二氟二氯甲烷(R-12)及一氯二氟甲烷(R-22)是最常見的冷媒,也許你更熟悉的是另一個名字——氟氯碳化物。但近幾年來氟氯碳化物已經很少使用,雖然它的效果好但對大氣環境有害。

吹著冷氣雖然很舒適,但別忘了室內的熱並沒有憑空消失,而是轉移到了室外,看看熱島效應吧!

所以還是要有節制的使用冷氣,不只是為了電費,更是為了整體的環境啊~


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關鍵字: 阿雜冷氣日本的壓縮機真的很稀少壓縮機冷媒避暑

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