空调的工作认识

最近更新于 2024-08-25 15:06

【个人闲谈】
家人、同事大多都有这种认识:空调制冷温度开越低就能吹更冷的风出来。在公司的时候,门户大开,当温度一直降不下去的时候,同事就会设置更低的温度,我的认识里这种方式是没用的,不过我也不会说,毕竟和多数人固有的认识不一样,去争辩,意义不大,可能也听不进去 。
以及在很多人的认识里空调非常耗电,实际这是要看环境条件的。

定频空调
对于定频空调制冷来说,制冷状态就只有开和关两种,设置一个温度,如果环境温度高于设置的温度,就打开制冷降温,当温度降到比设置温度低一点就会关闭制冷,当温度又上升了,又会打开制冷,循环往复。这是屋内密闭性较好,天气不是太热,外机换热空间足够等条件下的理想工作环境,一般都能达到。
但是如果出现特殊情况,当制冷一直开着却不能达到设置的温度,那就意味着制冷还会一直工作,因为根据控制的原理,只有达到设置的温度后才会停。
定频空调制冷就只有开和关,开状态吹出来的冷风温度其实是比较固定的(受环境影响)。高中那会我测过家里老旧的定频空调,夏天吹出来的风温度大概在10℃左右。不管你设置26°还是设置20℃,只要制冷开启,吹出来的风温度大概都一样。只是因为设定温度不同,目标停止制冷的温度不同。如果出现了特殊情况,开26℃结果空气温度实际只能降到30℃,你开20℃也没用。你开26℃因为温度没降下来,实际制冷也是在一直工作,你开20℃也是一直工作,都是一样,有什么区别?
然后是关于功率,如果工作环境理想,降到指定温度后,制冷是会关掉的,这时候可能主要就是内机的风扇有几十瓦的功率,温度上升制冷才会重新开启。一般人看空调功率就会默认为全程都是最大功率。还有一个误区是,有些人把制冷量当做耗电功率了。空调采用的制冷方式是搬运室内热量到室外,是可以做到制冷量是耗电的几倍的。空调不是用电的能量去生冷,而是用电的能量去驱动压缩机搬运制冷剂,而制冷剂在室内机气化吸收热量,到室外机液化放出热量,耗电量多少只是影响搬运的制冷剂多少,但是花1度电搬运的制冷剂里面可以转移的热量是可以高于一度电的能量的。
可以这样理解,你花2块钱买了两个馒头,吃下这两个馒头后,你借助馒头的能量拿着一片价值1万的金卡送到了10公里外的地方。你只消耗了 2 块钱去搬运了一片十几克的黄金,但是这片十几克的黄金蕴含的价值却是 1 万块钱。

变频空调
变频空调的特点就在于可变,不再是定频空调那样只有开和关。制冷功率根据需要可以调高调低,在没有达到设定温度以前,可能就是最大功率,在达到设定温度后就降低功率,以一定功率=保持空气温度比较恒定,不会像定频空调那样先降到设定温度以下,高出又开(忽冷忽热)。家里空调最低功率可以到九十几瓦,也就是只要环境理想,达到设定温度后,升温的热源(室外导热、电器发热、人体散发热量…)低于九十几瓦的情况下,就可以做到用九十几瓦的功率来保持恒温。
注:这里不谈论智能控制的情况,有些空调为了降温过程比较柔和,可能不会在一开始开全功率,而是按照一定的程序控制功率柔和的降温。


不管是定频空调,还是变频空调,在没有达到设定温度以前,工作就是全功率,所以吹出来的风温度是会比较恒定的,在没有降到设定温度以前,你去设置一个更低的温度目标是无效的,现在的温度都达不到,设置更低的也达不到。可以这样理解,已经全力以赴都做不到,现在给你加高目标。当然在这种工作环境下,肯定耗电,因为全程最大功率运行,这不是理想的工作环境。
一般来说只要环境比较密闭(不要完全密闭,家用空调是室内循环),室内没有高功率热源(比如搞一个电炉,可能小电炉也才几百瓦的制热,电炒锅、电磁炉的工作发热功率是能到一两千瓦的),一般来说应该都不是问题。还有一个可能性大的情况就是空调自身制冷能力不行了,常见的制冷剂不足(一般称为缺氟,要加氟,以前用的氟利昂制冷剂,现在新的空调可能没用这个了,但是称呼为氟习惯了)。
空调制热其实也没预想那么耗电(不谈论北方极冷环境),就说冬天大多数时候室内温度是零上几度的情况。
空调制热一般有两个热源,一个热源是和制冷一样,只是把制冷剂压缩的方向掉头,热量交换变成把室外热量搬到室内,这个状态制热并不是那么耗电,可以实现制热是耗电的几倍。而且达到设定温度就会停止(定频)或降低功率(变频),不是固定功率。要是用电炉,那是实打实的用电生热,功率是多少就一直是多少。
空调的另外一个热源是电辅热,其实就相当于内置了一个电炉,用电阻发热来加快制热的,这个制热效率就低了,耗电多少就制热多少,不过这个是可以关掉的,不需要开机快速升温,就不用电辅热。去年冬天我租房的时候尝试过,不开电辅热用电量和夏天差不多,小屋子全天开着,2022年的美的三级能效空调,一天电费两块多,大约三四度电的样子。

下面是家里的空调牌,黄色的框是制冷制热量,红色的框是耗电功率。可以看到制冷制热的耗电功率范围是差不多的,制热耗电高应该是算了电辅热的,制热功率标 PTC 的就是电辅热制热功率。另外可以看到制冷制热量是比耗电功率高的。
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冰箱和空调原理基本也一样,只是冰箱不分内外机,它是把冰箱腔内的热量搬到外壁上,对于冰箱腔内是在制冷。

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