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为什么冰箱能制冷?

王朝干货·作者佚名  2011-12-19
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電機壓縮式冰箱 簡稱壓縮式冰箱。它是使用最多的一種冰箱﹐其產量佔冰箱總產量的90%以上。吸收式冰箱約佔 5%。壓縮式冰箱由壓縮機﹑冷凝器﹑乾燥過濾器﹑毛細管(節流裝置)﹑蒸發器組成封閉的製冷系統(圖2 電機壓縮式冰箱製冷系統 )﹐系統中充入製冷劑氟利昂﹐實現製冷功能。壓縮機﹕冰箱上使用的全封閉式壓縮機有往復活塞式(簡稱往復式)和旋轉活塞式(簡稱旋轉式)兩種。往復式壓縮機又分為曲柄滑管式和連杆活塞式。輸出功率小於150W的壓縮機多採用曲柄滑管式﹐大於150W的多採用連杆活塞式或旋轉式。旋轉式壓縮機具有體積小﹑重量輕﹑零部件少﹑製冷效率高等特點﹐但零部件加工精度和材料耐磨性要求高。冷凝器﹕有百葉窗式﹑絲管式(又稱鋼絲式)﹑翅片管式和內裝式(冷凝器貼附在箱體後壁或側壁板內側)等。乾燥過濾器﹕使用120~180目的濾網﹐乾燥劑使用4級分子篩或硅膠。毛細管﹕用內徑0.6~2mm﹑長1~4m的銅管製作。蒸發器﹕有鋁板吹脹式﹑鋁板鋁管或銅板銅管黏合的管板式﹑單脊翅片管式和翅片盤管式(多在間冷式冰箱上使用)。

工作時﹐壓縮機吸入在蒸發器中吸熱蒸發的製冷劑蒸氣﹐經過壓縮﹐成為高溫高壓(約為10幾個大氣壓)蒸氣﹐被送往冷凝器。冷凝器向外界空氣散熱﹐將高溫高壓蒸氣冷凝成液態製冷劑﹐再經過乾燥過濾器濾掉混入系統中的微量雜質和水分﹐以防止在毛細管中發生“髒堵”或“凍堵”。然後﹐液態製冷劑經毛細管節流﹐送入蒸發器。在蒸發器內﹐製冷劑由於壓力突然降低而劇烈沸騰蒸發﹐同時吸收箱內被冷卻物品的熱量﹐產生製冷效果。製冷劑蒸氣再次送入壓縮機。如此循環往復﹐使箱內保持設定的低溫。

吸收式冰箱 利用吸收-擴散製冷原理製成的冰箱(圖3 吸收式冰箱製冷系統 )。由發生器﹑精餾器﹑冷凝器﹑蒸發器﹑吸收器﹑貯液罐組成封閉的製冷系統﹐系統中充入氨(製冷劑)﹑水(吸收劑)﹑氫(擴散劑)三種組分。

吸收式冰箱靠工質的液位差和密度差產生自然循環實現製冷。來自貯液罐的濃氨液經液-液熱交換器換熱後進入發生器。發生器中的濃氨液受到電或氣體加熱器加熱而產生氣泡。由於熱虹吸的作用﹐帶氣泡的氨水自提昇管上行﹐至發生器上部時氣泡破裂﹐含有水蒸氣和氨蒸氣的混合氣體進入精餾器﹐並在其內分餾。分餾後﹐因氨蒸氣較水蒸氣的冷凝溫度低﹐故氨蒸氣進入冷凝器﹐水蒸氣則凝成液滴返回發生器的外套管中。進入冷凝器的氨蒸氣被外界空氣冷卻﹐放出熱量﹐在10多個大氣壓(相當於1MPa以上的壓力)下變為液態氨。液態氨進入蒸發器﹐並在擴散劑氫氣中迅速蒸發擴散﹐吸收周圍的熱量﹐產生製冷效果。

在蒸發器中形成的氫氨混合氣因密度大於氫氣﹐隨即下行﹐經氣-氣熱交換器換熱後﹐通過貯液罐上部空間進入吸收器中。同時﹐發生器中氨蒸發後剩餘的稀氨水由於提昇管的作用被汲到發生器上部﹐經連通管進入吸收器上部﹐形成從上向下的液流﹐它與由下向上流動的氫氨混合氣在吸收器內相遇﹐氨氣被稀氨水溶液吸收﹐氫氣則經過吸收器上部返回蒸發器。在吸收器中吸入氨氣的稀氨水變為濃氨水進入貯液罐﹐再送往發生器﹐使循環周而復始。

吸收式冰箱系統內沒有機械運轉部件﹐無機械磨損﹐使用壽命長﹐且運轉時沒有振動和噪聲﹐特別適用於醫院﹑臥室等需要保持寧靜的場所。這種冰箱可以使用電﹑煤氣﹑煤油﹑液化石油氣﹑天然氣﹑太陽能等多種能源製冷﹐因而也適於電力不足﹑無電源的農林牧地區﹑邊防哨卡﹑船舶等的食物冷藏。吸收式冰箱比相同功率的壓縮式冰箱的製冷量小﹐故首次降溫速度慢﹔使用電能製冷時﹐耗電比壓縮式冰箱高。

熱電冰箱 利用半導體材料的熱電效應(珀耳帖效應)實現製冷的冰箱(圖4 熱電製冷原理 )。將一塊P型半導體和一塊N型半導體聯接成電偶對﹐接上直流電源﹐在兩個接頭處分別形成“冷端”和“熱端”。如果不斷移走“熱端”的熱量﹐使其保持一定的溫度﹐則“冷端”即開始製冷。實際應用時﹐要把電偶對串聯或並聯起來組成熱電堆﹐熱端置於箱外向周圍介質(空氣或水)散熱﹐冷端置於箱內吸熱﹐即成為熱電冰箱。如果將電源的正負極對調﹐則可變為加熱的保溫箱。

熱電冰箱無機械運動部件﹐使用時沒有振動和噪聲﹐壽命長﹐維修簡便﹔不用製冷劑﹐沒有污染﹔調節工作電流的大小即可改變冰箱的冷卻速度和製冷溫度﹔體積可以很小。但由於其製冷效率低﹐半導體材料昂貴﹐因而發展受到限制。

参考资料:http://210.240.193.70/xency/Content.asp?ID=26020

电冰箱是利用蒸发致冷或气化吸热的作用而达到制冷的目的。

电冰箱的喉管内,装有一种商业上称为氟利昂:freon,俗称雪种的致冷剂。常用的一种为二氟二氯甲烷(CCL2F2),是一种无色无臭无毒的气体,沸点为29℃。

氟利昂在气体状态时,被压缩器加压,加压后,经喉管流到电冰箱背部的冷凝器,借散热片散热(物质被压缩后,温度就会升高)后,冷凝而成液体。

液体的氟里昂进入蒸发器的活门之后,由于脱离了压缩器的压力,就立即化为蒸汽,同时向电冰箱内的空气和食物等吸取汽化潜热(latentheatofvaporization),引致冰箱内部冷却。

汽化后的氟里昂又被压缩器压回箱外的冷凝器散热,再变为液体,如此循环不息,把冰箱内的热能泵到箱外。

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