空调为什么要加制冷剂（制冷剂的作用及原理）

制冷剂，英文写作Refrigerang,也称为制冷工质，在制冷、空调及热泵系统中，制冷剂是实现热能转移的核心介质。它通过自身的物理相变循环，将热量从低温环境转移到高温环境，实现逆卡诺循环，是能量的搬运工。其能量转换贯穿整个制冷或制热循环过程。

基本原理是制冷剂在蒸发器中相变蒸发吸收被冷却介质(空气或水）的热量，然后在冷凝器中向空气或冷却水释放热量，即冷凝放热，实现热量从低温处向高温处的定向转移。

整个循环过程中，制冷剂通过液态与气态之间的反复相变，由于相变是潜热变化，大于显热的变化量，使吸热与放热过程高效化，极大提升了热交换效率。

气态制冷剂被压缩机压缩后压力增加、温度提高（冷凝温度）和膨胀阀的节流降压（降低蒸发温度），构建了系统所需的温差环境，确保热量逆向循环。

制冷剂的运行遵循逆卡诺循环原理，典型流程分为四个阶段（以蒸汽压缩式制冷为例）：

1. 压缩过程设备：

低温低压气态制冷剂气体被压缩机压缩为高温高压气态 制冷剂气体。压缩机做功使制冷剂温度、压力升高，为后续放热创造条件。

2. 冷凝过程

压缩后的制冷剂气体在冷凝器中冷凝相变为制冷剂液体，向外界（如空气或水）释放相变潜热，完成液化。

3. 节流过程

高压液态低压液态通过膨胀阀或毛细管等截流部件 降压降温，为制冷剂在蒸发器内蒸发吸热创造条件。

4. 蒸发过程

节流后的低温低压液态制冷剂进入蒸发器蒸发相变热量吸收，制冷剂吸收被冷却物体热量，实现制冷效果。

下面简单介绍一下几个热力学的基本概念：

蒸发温度：液态制冷剂在蒸发器中沸腾相变为气态制冷剂的温度，需低于被冷却环境温度。 冷凝温度：气态制冷剂在冷凝器中相变液化的温度，需高于散热介质温度。

临界温度：制冷剂无法通过加压液化的最高温度，决定其适用工况范围。例如：R22 96.14℃，R32 78.11℃,R134a 101.1℃,R410a 71.34℃

制冷剂作为热力循环的“血液”，其工作状态直接影响系统效率、环保性与安全性。了解和掌握其工作原理是运行人员保障系统正常运转的基础。