蒸氣壓縮冷凍系統:冷氣機的運作原理
冷氣機是日常生活中不可或缺的電器,其運作的核心原理是「蒸氣壓縮冷凍循環」──一個利用冷媒在密閉系統中不斷循環來實現冷卻的過程。冷凍系統主要包含以下四個關鍵元件:
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壓縮機: 將低壓氣態冷媒壓縮為高壓氣態冷媒,提供系統動力。
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冷凝器: 將高壓氣態冷媒散熱冷卻,使其凝結為高壓液態冷媒。
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膨脹閥: 降低冷凝器出口液態冷媒的壓力,使其分流為低壓液態冷媒。
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蒸發器: 將低壓液態冷媒蒸發為低壓氣態冷媒,吸收周圍環境的熱量。
冷媒的變換:
製冷過程中,冷媒扮演著至關重要的角色。冷媒在系統中經歷以下變換:
- 低壓氣態: 經壓縮機吸入後。
- 高壓氣態: 經壓縮機壓縮後。
- 高壓液態: 經冷凝器冷卻後。
- 低壓液態: 經膨脹閥分流後。
- 低壓氣態: 經蒸發器吸熱後。
通過這些變換,冷媒在系統中吸收熱量並釋放熱量,實現製冷的效果。
季節性能因數 (CSPF):
隨著季節更迭,冷氣機的能效會有所變化。為了更準確反映冷氣機的整體能效,我國經濟部能源局採用「冷氣季節性能因數 (CSPF)」作為基準值。CSPF 是根據冷氣機在全年不同季節的運轉狀況計算,更能反應實際使用中的能源效率表現。
冰水機:
冰水機是一種利用製冷原理產生低温水的設備,廣泛應用於工業製冷、温度恆定等領域。其製冷原理與冷氣機類似,同樣利用冷媒的變換來吸收熱量,達到冷卻的目的。冰水機也是由壓縮機、蒸發器、冷凝器、膨脹閥等元件組成,共同完成製冷循環。
冷氣四大原理
冷氣運作背後牽涉「冷氣四大原理」,分別為熱力循環、熱交換、冷凝和蒸發。瞭解這些原理將有助於提升冷氣維修和使用上的知識。
冷氣四大原理詳解
原理 | 説明 |
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熱力循環 | 冷媒在四個主要元件(壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器)中循環,將熱量從室內傳遞到室外。 |
熱交換 | 冷媒在蒸發器和冷凝器中與空氣或水進行熱交換,進而達到冷卻或加熱的效果。 |
冷凝 | 冷媒在冷凝器中冷卻並液化,釋放熱能到室外空氣或水。 |
蒸發 | 冷媒在蒸發器中吸收室內空氣的熱能,轉化為氣態。 |
熱力循環流程
冷氣的熱力循環流程如下:
- 壓縮機將冷媒壓縮,使壓力和温度上升。
- 高壓、高温的冷媒進入冷凝器,釋放熱能給室外空氣或水。
- 液態冷媒流經膨脹閥,膨脹並降壓。
- 低壓、低温的冷媒進入蒸發器,吸收室內空氣的熱能,轉化為氣態。
- 氣態冷媒回到壓縮機,重新開始循環。
冷氣四大原理的重要性
冷氣四大原理對於冷氣的運作至關重要,影響著其冷卻效率、耗能和故障率。透過瞭解這些原理,可以做到以下事項:
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四大元件
冷凍四大元件(冷氣製冷原理)
- 診斷和解決常見的冷氣故障。
- 優化冷氣的運作模式,提高能源效率。
- 正確保養維護冷氣,延長其使用壽命。