在炎热夏季，家中或办公室内的温度总是能够保持凉爽舒适，这种效果往往归功于空调系统。然而，人们通常对如何工作的不太了解，尤其是其中最核心的部分——冷媒循环。今天，我们将深入探讨空调中使用的冷媒及其循环过程，以及它们如何实现制冷和制热。
冷媒之选
首先要明确的是，不同类型的空调可能会使用不同的冷介质，但大多数现代家庭和商业级别空调都采用了氟利昂（R-410A）作为主要的制冷剂。这是一种无污染、安全性高且能良好与压缩机配合工作的物质。
空调工作原理流程图
为了更清晰地理解这个过程，我们可以参考一个简单的地面单位（单分体）式直向循环系统中的工作原理流程图。在这个图上，你可以看到从压缩器到排气管，再回到压缩器输入端形成的一个闭合循环。此外，还有几个重要部件，如蒸发器、扩散管以及控制阀等，它们都是完成整个气体换温作用不可或缺的一部分。
制冷过程
在制冷模式下，当电源打开时，压缩机开始运转，将低温、高压状态下的液态R-410A送至蒸发器。在蒸发器内部，由于吸收了来自房间内的大量热量，这个液态变成了气态并释放出来，同时降低了温度，从而达到让室内环境变得凉爽宜人的目的。当这些经过蒸发后的气体进入扩散管后，它们被进一步加速，使得更多的人为水份也随着这些气体一起被吸收回去，并通过排湿装置处理掉过剩的人为水份，从而减少室内湿度。
然后这些带有人为水份但仍然处于高温、高压状态下的R-410A通过控温阀进入热交换器，在那里它会放出一部分其余能源以提高整体效率，然后再次返回到蒸发器进行下一次循环。
制热过程
当用户选择切换到暖通模式时，情况发生了变化。现在我们需要将室内空间加温，而不是降低它。为了实现这一点，我们必须改变一些步骤：
反转：首先需要调整控制阀，让原本用于供给新鲜寒风进来的路线关闭，而原来供给新鲜暖风出门用的路线打开。
位置变化：接着，将所有相关设备重新布置，以便它们在新的条件下协同工作。
翻转：最后，将整个系统中的每个组件都反向运行，即使包括那些似乎应该保持不变的事物，比如蒸发器和泵。但实际上，在这种情况下，他们已经被配置成正如他们所做的事情那样操作，只是在不同的方向上移动东西。
检查：最后一步就是检查所有连接是否牢固且没有漏洞，因为我们正在改变传递介质路径和速度，而且还要考虑增加额外负荷以满足加热需求。
利用这套步骤，可以很容易地从一个用于生产冰块来维持低温度环境的情况切换成一种产生暖风来维持较高温度环境的情况。这背后的物理原理仍旧是基于第二定律，即能量总是倾向于从较高相对熵状态转移到较低相对熵状态，但是现在我们用的是逆向方向，所以称作“加热”。
结论
总结来说，无论是在炎夏还是严冬，都有一台专门设计用来管理我们的居住空间温度的小型神奇机械——空調。而其中最核心、最直接影响性能的地方就是那个小小却又强大的白色金属罐里藏匿着的小伙伴——氟利昂（R-410A）。通过详细解析其结构以及操作方式，以及为什么它如此有效地帮助我们创造出一个舒适宜人的居住空间，我们希望读者对于自己的家里的那台神秘箱子有了一些新的认识，也许甚至能够感激那些辛勤劳动的人们，为我们的生活带来了无尽便利。
