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制冷模式下,室內機是如何將室內熱量傳遞給制冷劑的?
發布時間:2025年08月26日

在制冷模式下,室內機(核心部件為風機盤管或空調機組內的表冷器)將室內熱量傳遞給制冷劑,本質是通過 **“空氣 - 翅片 - 冷凍水 - 制冷劑” 的多級熱交換 室內 實現的 —— 室內熱量先傳遞給冷凍水,再由冷凍水傳遞給制冷劑,終通過制冷劑循環將熱量轉移到室外。具體過程可拆解為 3 個關鍵環節,涉及熱交換的核心結構和物理原理:

一、先明確室內機的核心熱交換結構

要理解熱量傳遞,需先知道室內機中 “負責熱交換的關鍵部件”——風機盤管(或表冷器),其結構決定了熱交換效率,核心由兩部分組成:

金屬翅片:通常是鋁制或銅制薄片(導熱性極強),密集排列在管道外側,目的是增大與空氣的接觸面積(若只有管道,空氣接觸面積小,熱交換慢);

內部管道:穿過多層翅片的密閉銅管,內部流動的是從主機蒸發器送來的低溫冷凍水(約 7℃,是 “冷源” 的載體,間接連接制冷劑)。


簡單說:室內熱空氣先接觸翅片,熱量傳遞給翅片→翅片將熱量傳遞給內部管道中的冷凍水→冷凍水攜帶熱量回到主機,再傳遞給制冷劑。

二、熱量傳遞的 3 個關鍵步驟(從空氣到制冷劑)

步驟 1:室內熱空氣與翅片的 “對流 + 傳導” 換熱(熱量從空氣到翅片)

室內機的風機(位于風機盤管內)啟動后,會主動吸入室內的高溫空氣(比如夏季室內 30℃),并將空氣強制吹向密集的金屬翅片。此時發生兩步熱交換:

對流換熱:高溫空氣流過低溫翅片(翅片溫度因內部冷凍水而維持在 8-10℃)時,空氣與翅片表面存在明顯溫差,熱量通過 “空氣流動” 的對流作用,快速傳遞到翅片表面;

傳導換熱:空氣貼近翅片表面的部分,通過分子直接接觸的傳導作用,進一步將熱量傳遞到翅片內部(金屬的高導熱性讓熱量瞬間擴散到整個翅片)。


這一步的結果:室內熱空氣的溫度降低(比如從 30℃降到 18-20℃),同時空氣中的水汽可能因遇冷(翅片溫度低于空氣露點)凝結成水珠(從接水盤排出,這也是空調制冷時會 “出水” 的原因);而翅片則吸收熱量,溫度略微升高。

步驟 2:翅片與冷凍水的 “傳導” 換熱(熱量從翅片到冷凍水)

翅片與內部管道是緊密貼合的(通常通過脹管工藝讓銅管與翅片無縫接觸,消除間隙,避免熱阻),此時:
翅片吸收的熱量,通過金屬傳導的方式(銅 / 鋁的導熱系數是空氣的幾百倍),快速傳遞到內部的銅管壁;
銅管壁再將熱量直接傳遞給管內流動的低溫冷凍水—— 冷凍水原本是 7℃,吸收熱量后溫度會升高 1-2℃(變成 8-9℃),但仍維持低溫狀態。


這一步的關鍵:金屬的高導熱性和 “翅片 - 管道” 的緊密接觸,熱量幾乎無損耗地從翅片傳遞到冷凍水,冷凍水成為 “熱量的搬運載體”。

步驟 3:冷凍水與制冷劑的 “傳導” 換熱(熱量從冷凍水到制冷劑)

攜帶熱量的冷凍水(8-9℃)會通過管道,被冷凍泵送回中央空調的主機蒸發器(主機的核心部件之一,內部流動的是制冷劑)。此時主機蒸發器內發生的熱交換,是 “熱量傳遞給制冷劑的后一步”:

主機蒸發器的結構與室內機類似(也是 “管道 + 翅片”,但管道內流動的是制冷劑,管道外流動的是冷凍水);

低溫低壓的液態制冷劑(約 5℃)在蒸發器管道內流動,而管道外是溫度稍高的冷凍水(8-9℃),兩者通過管道壁發生傳導換熱:冷凍水的熱量通過銅管壁,傳遞給管道內的液態制冷劑;

制冷劑吸收熱量后,會發生相變(從液態蒸發成氣態)—— 這是制冷的核心:制冷劑蒸發時需要大量吸熱,因此能持續從冷凍水中 “抽走” 熱量,讓冷凍水降溫回 7℃左右,再次被送回室內機循環;而蒸發后的氣態制冷劑(攜帶了室內的熱量)則被壓縮機吸入,進入下一步的 “室外放熱” 流程。

三、核心邏輯總結:熱量傳遞的 “梯度遞減”

整個過程中,熱量始終從 “高溫區域” 向 “低溫區域” 傳遞(符合熱力學第二定律),溫度梯度清晰,熱量單向流動:
室內熱空氣(30℃左右)→ 金屬翅片(8-10℃)→ 冷凍水(7→8-9℃)→ 制冷劑(5℃液態→氣態)

簡言之:室內機通過 “風機強制送風 + 高導熱翅片 + 低溫冷凍水” 的組合,先將空氣熱量轉移到冷凍水,再由冷凍水作為 “中間載體”,將熱量傳遞給主機內的制冷劑,終由制冷劑將熱量帶到室外釋放 —— 室內機本身不直接接觸制冷劑,而是通過冷凍水間接完成 “熱量接力”。



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