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冷氣機與STEM

冷氣機與STEM

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家家戶戶都總會開冷氣機替室內降溫,但是否只有冷氣機才能替室內降溫呢?冷氣機的運作原理又是怎樣?窗口式冷氣機和分體機又有什麼分別?電費又會因開啟冷氣而增加不少,只怎樣使使用才能更加有效呢?

冷氣機是空氣調節電器的一種,它能夠進行溫度、濕度、空氣清淨度及空氣循環的控制,現代的冷氣機主要是提供冷氣、暖氣或除濕的功能,大部分都是利用冷媒在壓縮機的作用下,發生蒸發或凝結,從而引發週遭空氣的蒸發或凝結,以達到改變溫、濕度的目的。

冷氣機的基本運作原理

最常見的冷凍循環是利用電動摩打推動壓縮機,而壓縮機是由引擎的曲軸透過滑輪推動使壓縮機作壓縮循環。熱量被吸收時會産生蒸發現象,而熱量釋放時會產生凝結,冷氣機就是使用壓縮機在兩個間隔之間造成壓力的轉變,令管内的冷凍劑流動。冷凍劑把被泵入室内空氣抽入經過蒸發盤管,以低壓和低溫令冷凍劑蒸發成蒸氣,並吸取室内空氣中的熱量,再透過送風機把已冷凍的空氣送出至室内。

在凝結器方面,冷凍劑的蒸氣被壓縮並經過另一熱量交換盤管,凝結成為液體,並釋放出先前在冷間隔中所吸收的熱量,釋出熱空氣,冷氣機内的風扇就是把熱空氣向室外吹出,以作散熱之用。溫度感應器就是感應蒸發盤管的溫度來控制調溫膨脹閥來調節冷氣的溫度。

用數學選擇冷氣機?

在選擇冷氣機時一般都是以匹數作為單位,選擇匹數及製冷量(BTU)主要視乎室内面積而定,一般都會根據以下建議來供消費者作業參考指標。

BTU是一個以英制的能量單位,而製冷量是指空調進行製冷運行時,單位時間內從密閉空間、房間或區域內去除的熱量總和。製冷量大的冷氣機適用於面積和室内空間比較大的房間,且製冷速度較快。

以70平方呎的居室面積為例,使用額定製冷量在7000 Btu/小時左右的冷氣機比較合適。市面上的冷氣機用的製冷量單位是「匹」,3/4匹窗口式冷氣機的製冷量介乎1800至2400W之間,選擇製冷量的原則是依照冷氣機的製冷量應略大於房間的冷負荷,房間的熱負荷應考慮到房間的朝向,牆壁和屋頂的隔熱情況,以及室内熱源包括人員的多少。

例子是一個100平方呎的臥室或客廳,需配多大冷量的冷氣機?

冷氣機的安裝工程

冷氣機的安裝高度應距離地面約2.5米,那是因為冷空氣向下沉,若冷氣機的安裝位置太低,房間的上半部會不夠涼快,而且過濾網會較易積塵;若安裝位置太高,冷氣機將需要更多能源令冷空氣平均分佈於房間内,因而導致電力虛耗。另外,出風口前不可有障礙物,以確保冷氣能平均分佈。

其他可能影響製冷效率的因素也有很多,例如:冷氣機散熱空間不足、門窗未有關緊、安裝位置受到陽光直射或靠近廚房、室內沒有窗簾、單位位於西斜、單位居住人數較多、單位樓底較高、走廊較長等均影響冷凍效果,同一匹數冷氣機中,較高製冷量(BTU)的冷氣機有較佳的製冷能。

風扇變身冷氣機

在電風扇後,加安裝兩個膠樽,内放置冰塊,開動風扇後,就能利用風扇抽後方空氣向前吹的原理,就可以令後方因冰塊而冷凍的空氣吹向風扇的前方,令人可以感到涼快。

以海洋公園的企鵝館為例,就需要使用大量的冷氣替企鵝營造出一個舒適的環境,但又要顧及能源效益,故此在設計上會把企鵝活動的範圍放在企鵝館内的兩旁,而把遊客的參觀位置集中在企鵝館中間,就能夠以空間配合冷氣的使用,減少多餘的能源消耗,可見STEM無處不在的奥妙。

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