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中溫高壓的液態制冷劑經過電子膨脹閥節流降壓,變成低溫低壓的氣液混合態(約 - 10 至 - 5℃、0.3-0.5MPa)—— 即使冬季室外溫度較低(如 5℃),這種低溫制冷劑仍能從室外空氣中吸熱。
- 低溫低壓的氣液混合態制冷劑進入外機冷凝器(此時作蒸發器用),外機風扇啟動,將室外空氣(即使 0-5℃,仍含有熱量)吹過翅片。
- 制冷劑溫度(-10 至 - 5℃)低于室外空氣,吸收室外空氣中的熱量后汽化,變成低溫低壓的氣態(約 - 5 至 0℃、0.4-0.6MPa),再被吸入壓縮機循環。
當冬季室外溫度過低(如 - 5℃以下),室外空氣中的熱量減少,普通氟系統制熱效率會下降。此時,部分高端氟系統機會搭載 “噴氣增焓壓縮機”—— 在壓縮機中間增加一個 “補氣口”,將一部分經過二次節流的低溫制冷劑直接噴入壓縮機,補充制冷劑流量并降低壓縮機排氣溫度,讓系統在 - 15℃甚至更低溫度下仍能穩定制熱(這也是氟系統比水系統更適合北方冬季的核心原因)。
- 本質是 “相變傳熱”:制冷劑通過 “氣態→液態”(放熱)和 “液態→氣態”(吸熱)的相變,實現熱量的快速轉移(相變的傳熱效率遠高于單一狀態的溫度變化)。
- 循環依賴 “動力 + 換向”:壓縮機提供循環動力(加壓),四通閥控制熱量轉移方向(制冷 / 制熱切換),節流裝置控制制冷劑狀態(為相變做準備)。
- 直接與空氣換熱:制冷劑不經過水等中間介質,直接在室內機 / 外機與空氣換熱,因此換熱效率高、制冷 / 制熱速度快(這是氟系統 “直接制冷” 的核心優勢)。
通過以上流程,氟系統實現了 “按需調節室內溫度”,且因無中間換熱損耗,能效比(COP)通常高于水系統,成為家用中小戶型、北方冬季的主流選擇。 中央空調氟系統(以主流的多聯機為例)的核心是通過制冷劑(氟利昂,如 R32、R410A 等環保型冷媒)的 “相變循環” 實現熱量轉移,本質是 “從室內吸熱、向室外放熱”(制冷模式)或 “從室外吸熱、向室內放熱”(制熱模式),屬于 “直接制冷 / 制熱” 系統。其工作原理可拆解為四大核心部件的協同運作,以及 “制冷”“制熱” 兩種模式的具體流程。
氟系統的循環依賴 4 個關鍵部件,各部件功能環環相扣,共同完成 “制冷劑相變→熱量轉移” 的過程:
制冷是氟系統基礎的模式,核心邏輯是 “把室內的熱量‘搬’到室外”,具體循環步驟如下(按制冷劑流動順序):
- 室內機蒸發器中吸熱后的制冷劑,此時是低溫低壓的氣態(約 5℃、0.5MPa),被吸入壓縮機。
- 壓縮機通過電機運轉對其強力壓縮,制冷劑分子被擠壓,內能升高,終變成高溫高壓的氣態(約 80-100℃、2.5-3.0MPa)—— 這一步是 “消耗電能轉化為制冷劑熱能”,為后續向室外放熱提供 “溫度差”(制冷劑溫度高于室外空氣,才能放熱)。
- 高溫高壓的氣態制冷劑通過管道進入外機的 “冷凝器”(冷凝器是一組帶翅片的銅管,外配風扇)。
- 外機風扇啟動,將室外的常溫空氣(如夏季 30-35℃)吹過冷凝器翅片,此時制冷劑溫度(80-100℃)遠高于室外空氣,熱量通過翅片快速傳遞給室外空氣,制冷劑自身因放熱而 “降溫液化”,從氣態變成中溫高壓的液態(約 40-50℃、2.0-2.5MPa)。
- 終,攜帶室內熱量的 “熱風” 從外機排出,室外空氣溫度略有升高(這就是夏天外機吹熱風的原因)。
- 中溫高壓的液態制冷劑進入 “電子膨脹閥”(氟系統的核心節流部件,可精準控制流量)。
- 電子膨脹閥通過縮小通道口徑,對液態制冷劑進行 “節流降壓”,制冷劑壓力驟降,體積膨脹,終變成低溫低壓的氣液混合態(約 5-8℃、0.6-0.8MPa)—— 這種狀態的制冷劑 “極易吸熱汽化”,為后續吸收室內熱量做好準備。
- 低溫低壓的氣液混合態制冷劑進入室內機的 “蒸發器”(同樣是帶翅片的銅管,內配風扇)。
- 室內機風扇啟動,將室內的熱空氣(如夏季 26-30℃)吹過蒸發器翅片,此時制冷劑溫度(5-8℃)遠低于室內空氣,室內空氣中的熱量被快速吸收到制冷劑中,制冷劑因吸熱而 “汽化”,完全變成低溫低壓的氣態(約 10-12℃、0.5-0.7MPa)。
- 同時,室內熱空氣失去熱量后溫度降低,變成 “冷風” 吹回室內,實現降溫;若空氣中濕度較高,部分水蒸氣會在蒸發器翅片上凝結成冷凝水(通過排水管排出室外,這就是空調出水的原因)。
- 吸熱后的低溫低壓氣態制冷劑,通過管道再次被吸入壓縮機,開啟下一輪 “壓縮→冷凝→節流→蒸發” 的循環,直到室內溫度達到設定值,壓縮機進入低頻待機狀態。
制熱模式的核心邏輯與制冷相反,通過四通閥(換向閥) 改變制冷劑的流動方向,實現 “從室外空氣中吸熱,向室內空氣中放熱”,具體步驟如下:
- 制熱時,系統中的 “四通閥”(一個可切換制冷劑流向的閥門)動作,將壓縮機排出的高溫高壓氣態制冷劑的流向 “反轉”—— 原本流向外機冷凝器的制冷劑,現在改流向室內機蒸發器;原本流向室內機蒸發器的制冷劑,現在改流向外機冷凝器。
- 此時,室內機蒸發器臨時充當 “冷凝器”(放熱),外機冷凝器臨時充當 “蒸發器”(吸熱),這是制熱與制冷的核心區別。
- 外機蒸發器中吸熱后的制冷劑(低溫低壓氣態)被吸入壓縮機,壓縮成高溫高壓的氣態(約 70-90℃、2.8-3.2MPa),為向室內放熱提供溫度差(制冷劑溫度高于室內空氣)。
- 高溫高壓的氣態制冷劑進入室內機蒸發器(此時作冷凝器用),室內機風扇啟動,將室內冷空氣(如冬季 10-15℃)吹過翅片。
- 制冷劑溫度(70-90℃)遠高于室內空氣,熱量通過翅片傳遞給室內空氣,室內空氣升溫后變成 “熱風” 吹回室內,實現制熱;同時,制冷劑因放熱液化,變成中溫高壓的液態(約 35-45℃、2.2-2.5MPa)。
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