审核专家：吴宝俊
理论物理博士
立秋已过，北京的小伙伴却依然与高温“斗智斗勇”。今年帮你挨过炎炎夏日的又是什么？毛豆、啤酒、冰镇西瓜……又或是这样：
炎炎夏日务必关好冰箱门，不然会“长猫”（来源丨腾讯新闻）
其实，面对高温，真正能救命的还要数空调！
来源丨搜狐健康
在这里，小编邀请大家一起对空调的发明者威利斯·开利致以最最诚挚的敬意！
威利斯·开利：没错，空调就是我发明的（来源丨维基百科）
在享受清凉的同时，你有没有想过空调的凉风到底是从哪儿来的呢？为啥要有室外机？时下流行的便携小空调又是什么原理？
空调：一个热量“搬运工”的日常很多人认为空调是一台可以不断“制造”冷风的机器，但事实并没有那么简单。
产生风不假，这归功于空调室内机里的鼓风机。电机转动带动鼓风机运转，风就吹了出来。
然而，“冷”是无法被生产出的，温度也不会凭空降低，空调之所以能让室内温度降低是因为它像一个“搬运工”，把热量一点点地从室内“搬”到了室外，也就是说空调室内机在给你家里制冷的同时，室外机也在不停地给屋外放热。
来源丨网络
这也就是为什么你从空调室外机前走过时，总能感受到一股强劲的热浪，那可是一个不折不扣的散热器。所以千万不要像这位老奶奶一样，把室外机放在屋里，不然空调只会越开越热。
来源丨都市快报微博
看到上面这个新闻，可能有小伙伴会问，既然空调是把屋内的热量传到屋外，那么如果把室外机装在室内，不就相当于热量在屋里循环吗，温度应该保持不变，为啥屋内温度会越来越高呢？
这是因为，把热量从室内“搬运”到室外是需要代价的，这个过程需要消耗电能。
大部分电能驱动空调正常运转，让空调把热量从室内机“搬运”到室外机，还有一部分电能会不可避免地转变为额外的热量，无法被利用，被释放到外界。
来源丨网络
也就是说，总体来看，空调非但不会让热量消失，还会额外产生热量给环境加热。空调每从屋里抽走一份热量，就会向室外释放出更多的热量。
而且，室内外温差越大，需要额外消耗的电能就越多，这也是为什么我们常呼吁不要让空调的温度低于26度。在保证室内凉爽舒适的前提下，空调设定的温度越高，和室外温差越小就越节省电能。
网红小空调把热量“搬”哪儿去了？讲到这里，想必一些小伙伴会出来反驳，一些便携的网红小空调明明没有室外机，但它却能实实在在地为室内降温，这是怎么回事呢？
答案就在水！
在常见的物质中，水是比热容最大的，通俗地讲就是，我们身边能随手找到的物质里，水是吸热本领最强的！
与其他物质（如空气）相比，相同质量的水，吸收同样多的热量，温度上升最少。
这种便携空调一般都会自带一个水箱，运行时会将屋子里的热量一点点搬运到水中，水箱里的水会像牢笼一样将热量困住。
来源 | Amazon
虽然这也会导致水箱中水温上升，再次向外释放热量。但由于水的吸热能力强，水升高的温度远低于室内空气降低的温度，加之自来水的温度通常就比室温低很多，最终室内的温度还是会降低的，整体上确实可以让屋里变凉快。
然而，这种小空调的功率远小于正常的家用空调，一般只能让出风口附近的温度显著降低，直吹时还是很凉快的。但如果想要让屋子里各个角落温度都降低，还是选用正常空调为妙。
想要“搬走”热量？没有那么简单！说了这么多，那么看不见摸不着的热量到底是怎么被空调搬走的呢？
其实原理非常简单，就是大家常说的“蒸发吸热、冷凝放热”。
当你在手上淋上薄薄一层和体温接近的温水，随着水渐渐蒸发，你会觉得凉飕飕的，这是因为水在蒸发的过程中，从你手上带走了大量的热量。
老辈人常说：一百度的蒸汽比一百度的水更“烫”，这是因为水蒸气在碰到你的身体时，会冷凝成水，同时释放大量的热量。你除了会被100℃的蒸汽烫到，还要承担蒸汽冷凝成水释放出的额外热量，相当于你承受了“双重打击”。
在空调室内机处，制冷剂沸腾，从液态迅速蒸发为气态，同时从室内吸走大量热量；吸收了室内热量的气态制冷剂会沿着管路来到室外机处，在这里冷凝成液体，并向室外释放热量。如此，借由制冷剂的蒸发与冷凝，热量就被从室内带到了室外。
来源丨网络
怎么样，是不是觉得空调运作的过程特别精妙，特别“合理”呢？事情并没有那么简单！
“眼尖”的小伙伴一定发现了一个问题：室内温度明明比室外低很多，为什么制冷剂会在温度更低的室内沸腾，而在温度更高的室外冷凝呢？制冷剂的沸点怎么可能同时比凉爽的室内温度低，又比炎热的室外温度高呢？
其中，压强扮演了重要的角色！
其实，液体的沸点不是固定的，它会随压强而改变。压强越高，沸点越高；压强越低，沸点越低。
假设你在北京烧一壶水，水会大约在97℃时沸腾，而在青藏高原，水可能不到90℃就沸腾了，这是因为青藏高原的气压比北京低。
在空调内，我们只需要让室内机处的压强足够低，室外机处的压强足够高，就能顺利地让制冷剂在室内机处沸腾吸热，在室外机处冷凝放热。这离不开空调内最重要的两个部件——压缩机和膨胀阀。
高压、液态的制冷剂进入室内，经过膨胀阀，体积变大，转变为低压、液态。
随后低压、液态的制冷剂进入室内机的蒸发器后吸收室内空气的热量，同时蒸发为低压、气态。被吸收热量的空气经鼓风机吹入室内，降低室温。
低压、气态的制冷剂离开室内，进入到位于室外的压缩机。压缩机将气态制冷剂体积压缩，使其转变为高压、气态。
最后，高压、气态的制冷剂在室外的冷凝器处冷凝为高压、液态，同时散发出大量热量，热量经由室外机的风扇被散到室外的空气中。
高压、液态的制冷剂再次进入室内开始下一个循环……
制冷剂在空调内的循环，这个过程将热量从室内“搬到”室外（来源 | 百度经验））
在一次次循环后，热量被一点点从屋内转移到室外，实现了给室内降温的目的。
以上就是主流家用空调的制冷原理了，也是目前最稳定最成熟的家用电器制冷技术。
当然，还有一些厂家还引入了变频技术，当室内温度远高于设定的温度，系统会自动控制压缩机加速转动，加快制冷剂吸放热的循环，让温度迅速降低。
当室内温度接近设定温度时，系统会自动控制压缩机减慢转速，放缓制冷剂吸放热的循环，节约电能。
其实，除了“蒸发吸热、冷凝放热”，任何可以循环往复吸放热的过程都能用来制成空调，那些便携式的网红小空调就用到了热电效应来制冷，原理类似新兴的半导体冰箱。
半导体制冷元件示意图（来源 | 中国聚合物网）
什么是热电效应？半导体冰箱长啥样？看看我们往期的文章吧。
最后还要提醒大家，为了让空调这个夏日里勤勤恳恳的“搬运工”少费些力气，同时也为了给我们的环境少添一份负担，开空调时一定要关好门窗，温度尽量控制在26度上下，不要因贪凉把温度开得太低哦！
