每當看到關于空調的問題,就不禁想起下面這位大神。最近秋老虎盛行,先拜謝大神救命之恩!
說到空調的風量和功耗,聽起來似乎兩者之間是正相關關系,也就是題目所說的風量越大、功耗越大,然而事實總是和我們想當然的認知出入頗大——空調系統風量和功耗并沒有必然聯系。
一、空調運行原理(以制冷過程為例)
國際慣例,先看原理。我們都知道,空調制冷的時候,壓縮機依靠電動機的動力將管路中氣化的制冷劑壓縮。這時的氣體經過壓縮后溫度上升,高溫的制冷劑會使室外機的冷凝器溫度升高。此時經過室外機的風機對冷凝器吹風散熱,冷凝器的溫度開始下降。而制冷劑中包含的熱量散發到室外空氣中,制冷劑本身也降溫成了液態,并通過管路進入室內機。
室內機有個部件叫膨脹閥,它是一種可以使制冷劑體積迅速膨脹的裝置。在制冷劑通過膨脹閥的時候,制冷劑的體積迅速膨脹,這時候制冷劑的溫度也會下降,進而使蒸發器的溫度降低。室內機的風機將空氣通過蒸發器吹出,空氣就被冰冷的蒸發器迅速冷卻,因此我們會感覺到空調吹出涼風。同時,蒸發器吸收了室內的熱量,溫度上升,制冷劑又從液體變成了氣體,然后被送入室外機繼續壓縮,如此循環往復。
從以上過程可以看出,空調制冷的工作原理就是把室內的熱量通過制冷劑“搬運”到室外,制熱過程則與之相反,是將室外的熱量“搬運”到室內,這個搬運過程就是大名鼎鼎的“逆卡諾循環”。當然對于制熱來講,有時候為了彌補室外溫度低搬運熱量不足的問題,空調內部還會安裝電熱絲輔助加熱。我們只要理解原理就可以,這里就不多說了。
二、影響空調系統風量的因素
最主要的因素就是風機。空調室內機的風機多為離心式風機,和平常看到的風扇風機(軸流式)不太一樣,這主要是受空調內部空間限制造成的。風機通過電動機帶動風輪葉片旋轉,給予空氣動力,從而使空氣通過蒸發器吹出。空調吹出來的風也正是來自這里,所以風機旋轉越快,空調風速越大,反之,風速越小。
空調室內機吹出的風量是由空調室內機的風機決定的,風機運轉越快,風量越大,風機運轉越慢,則風量越小。
三、影響空調功耗的因素
空調整機的功耗是各個部分的功耗之和,空調內部用電的部分主要是壓縮機、室內機風機、室外機風機、控制電路等部分,所以空調的功耗是由壓縮機、室內機風機、室外機風機及控制部分等共同決定。
風機的功率一般在100W以內(柜式空調風機功率一般可達50W以上,壁掛式空調風機功率要小一些,一般在50W以內),雖然風量大的時候風機功率也變大,但是變化范圍不過幾十瓦。空調控制部分主要包含電路板、芯片、傳感器、閥組等部件,它們都是低電壓小電流的弱電部件,功率更小,一般控制部分的總功率在20W以內。
與以上風機功率及控制部分功率相比,壓縮機的功率要大很多。一般1.5P的家用壁掛式空調其壓縮機功率可以達到1000W左右,3P的柜式空調壓縮機功率可以達到2000~2500W,和風機功率、控制部分功率完全不是一個數量級。
由此可見,在空調內部耗電方面,風機及其他負荷只占不到10%的功耗,而壓縮機則占超過90%的功耗。因此,我們可以說空調的功耗主要與壓縮機有關。而好的壓縮機能夠更快速實現制冷制熱,滿足人們寒冬酷暑的需求。
以統帥空調吹氣球實驗為例:
實驗中,統帥空調的強冷勁熱功能與普通空調相比能夠更快進行制冷或制熱,加倍換熱效率。相同環境下,同為制冷模式,統帥空調可使氣球在兩分鐘內迅速冷縮變小;制熱模式下,也比普通空調更快地令氣球熱脹爆炸。
這是因為統帥空調相對普通壓縮機可實現雙倍速度制冷/制熱,效果更快、更加省電。比如空調啟機設定26度,普通壓縮機可能需10分鐘,倍速壓縮機5分鐘就達到設定溫度,消耗電量更少,壓縮機運轉時長也得到縮短。這種使用了稀土材料的壓縮機,即使在嚴苛條件下,依然可以穩定運行,使用壽命更長久。
通過了解以上影響空調系統風量和功耗的因素,可以得出結論:空調系統風量與功耗關系不大。
空調在實際運行中,如果壓縮機在同等制冷功率下工作,那么風量越大,吹出的風溫度就越高,直觀感受就是風不太涼;而風量小時,吹出的風溫度會變低,感覺比較涼。這一點大家可以通過把風速設置為高和低分別體驗一下。
日常生活中,我們可能更傾向于把風速設置為自動。根據空調的控制程序,為了獲得更好的制冷或者制熱效果,一般壓縮機大功率工作時,也就是在迅速制冷或者制熱的過程中,風機也在高速運行。但當壓縮機功率降低甚至關閉時,風機也相應降低風速甚至停轉,這時候的確是風量越大,功耗就越大,但是這時候的大功耗依然主要來自于壓縮機。
當然,如果壓縮機完全關閉,此時空調就相當于一臺電風扇。這種特殊情況下,空調的功耗主要來自風機,自然也是風量越大,空調功耗越大,但此時的功耗一般不超過空調額定功耗的10%。
所以說,空調的風量是由空調室內機的風機決定的,而空調的功耗主要取決于壓縮機,在一些特殊情況下風量越大時功耗越大。