空调

历史

19世纪，英国科学家和发明家迈克尔-法拉第发现，当液化的氨气被允许蒸发时，压缩和液化氨气可以冷却空气。

1842年，美国医生约翰-戈里（John Gorrie）利用压缩机技术制造了冰，他用它来为病人冷却空气。^[]他希望最终能用他的制冰机来调节建筑物的温度，甚至考虑用中央空调机组系统来冷却整个城市。

空调应用

空调工程师将空调应用大致分为舒适型和工艺型。

舒适性应用的目的是提供一个相对稳定的室内环境，尽管外部天气条件或内部热负荷发生变化，仍能保持在人类喜欢的范围内。

过程应用的目的是为工业或商业过程提供一个合适的环境，无论内部热负荷和外部天气条件如何。虽然经常处于相同的舒适范围，但决定条件的是工艺的要求，而不是人的偏好。过程应用包括。

• 医院的手术室，空气被过滤到很高的水平，以减少感染的风险，湿度被控制以限制病人脱水。尽管温度通常在舒适范围内，但一些专业手术，如开胸手术，需要低温（约18 °C，64 °F），而其他如新生儿的温度相对较高（约28 °C，82 °F）。

• 用于生产集成电路和药品等的无尘室，其中要求极高的空气洁净度以及温度和湿度控制，以确保工艺的成功。

• 培育实验动物的设施。由于许多动物通常只在春天繁殖，把它们关在反映春天条件的房间里，可以使它们全年都能繁殖。

• 飞机空调。尽管名义上是为了给乘客提供舒适的环境和设备的冷却，但由于飞机外部的空气压力低，飞机空调呈现出一种特殊的过程。

其他例子包括。

• 数据处理中心
• 纺织厂
• 物理测试设施
• 植物和农场种植区
• 核设施
• 矿井
• 工业环境
• 食品烹饪和加工区

在舒适和过程应用中，目标不仅是控制温度（尽管在一些舒适应用中这是唯一需要控制的），而且还有湿度、空气流动和空气质量等因素。

空调系统基础知识和理论

制冷循环

在制冷循环中，泵将热量从较低温度的源头转移到较高温度的散热器中。热量自然会向相反的方向流动。这是最常见的空调类型。制冷空调系统的工作方式与将热量从其所在的房间抽出的方式基本相同。

这个循环利用了通用气体定律PV=nRT，其中P是压力，V是体积，R是通用气体常数，T是温度，n是气体分子的数量（1摩尔=6.022×10²³ 分子）。

最常见的制冷循环使用一个电动机来驱动一个压缩机。在汽车中，压缩机由发动机曲轴上的皮带轮驱动，两者都使用电动马达进行空气循环。由于吸收热量时发生蒸发，释放热量时发生凝结，因此空调被设计为使用压缩机来导致两个隔间之间的压力变化，并在一个封闭的系统中积极泵送冷却剂。冷却液或制冷剂被泵入被冷却的隔间（蒸发器线圈）。低压力导致制冷剂蒸发，带走热量。在另一个隔间（冷凝器），制冷剂蒸汽被压缩，并被迫通过另一个热交换线圈，冷凝成液体，然后拒绝先前从被冷却空间吸收的热量。

制冷循环的简单样式图：1）冷凝线圈，2）膨胀阀，3）蒸发器线圈，4）压缩机。

对健康的影响

空调对人类健康的影响不亚于任何普通的供暖系统。空调系统（尤其是大型集中式系统）维护不善，偶尔会促进微生物的生长和传播，如嗜肺军团菌，这是造成军团病的传染病原体。空调可以对过敏和哮喘患者产生积极的影响。

在严重的热浪中，空调可以拯救老年人的生命。一些地方当局甚至设立了公共降温中心，为那些家中没有空调的人提供服务。

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