冰箱制冷的工作原理

冰箱的工作原理
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一, 电冰箱致冷的原理和种类
共有下列9种致冷的原理
(1) 压缩式电冰箱:
由电动机提供机械能,通过压缩机对致冷系统作功.
致冷系统利用低沸点的致冷剂(或称冷媒),蒸发时,吸收汽化热的原理制成的.
优点:寿命长,使用方便,
目前世界上 91～95% 的电冰箱属於这一类.
电冰箱致冷的原理和种类
(2) 吸收式电冰箱:
该种电冰箱利用热源,如煤气,煤油,电等作为动力.
利用氨-水-氢混合溶液在连续吸收-扩散过程中达到致冷的目的.
其缺点是效率低,降温慢.
现已逐渐被淘汰.
(3) 半导体电冰箱:
利用PN型半导体通以直流电,在结点上产生珀尔帖效应(Peltier effect)的原理来实现致冷的电冰箱.
现许多电子电路和微型仪器常采用此方法散热.
(4) 化学冰箱:
利用某些化学物质溶解于水时,强烈吸热而获得制冷效果的冰箱.
(5) 电磁振动式冰箱:
用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱.其原 理,结构与压缩式电冰箱基本相同.
(6) 太阳能电冰箱:
利用太阳能作为制冷
能源的电冰箱.
(7) 绝热去磁制冷电冰箱
(8) 辐射致冷电冰箱
(9) 固体致冷电冰箱
二,压缩式冰箱的组成
压缩机
冷凝器-热交换管
乾燥筛检程式
毛细管-气体膨胀阀
蒸发器.
制冷系统由五各基本单元所组成
二, 压缩式冰箱的组成:
压缩机的功用:
用以补充能量,把蒸发器中低温低压的冷媒(Freon,氟利昂)经蒸汽压缩机被压缩成为高温高压的过热蒸汽,而后送入冷凝器中.
冷凝器的功用:
是把高温高压的蒸汽冷凝成为高压常温的液体,并放出大量的热量.
乾燥筛检器的功用:
吸收氟利昂中的水分,防止冰堵,并过滤制冷系统中的杂质,防止脏堵.
二, 压缩式冰箱的组成:
毛细管的功用:有两个功能,
其一是节流,控制制冷系统的氟利昂回圈量;
其二是降压,保证冷凝器中的压力满足冷凝压力,而蒸发器中的压力满足蒸发压力.
蒸发器:
是制冷系统制取冷量的地方,是液态氟利昂蒸发汽化为气体,吸收大量汽化热的场所.
Five basic parts of any refrigerator
(or air-conditioning system)
所有致冷机必需具备的五大基本单元
Compressor (压缩机)
Heat-exchanging pipes (热交换管) or Condensor (冷凝器) - serpentine or coiled set of pipes outside the unit
Expansion valve (膨胀阀)
Heat-exchanging pipes or evaporator (蒸发器)- serpentine or coiled set of pipes inside the unit
Refrigerant (冷媒) - liquid that evaporates inside the refrigerator to create the cold temperatures
Refrigerant (冷媒)
Many industrial installations use pure ammonia as the refrigerant.
许多致冷机常使用纯氨(阿莫尼亚)做为冷媒
Pure ammonia evaporates at -32oC
纯氨冷媒的蒸发温度在一大气压下为-32oC
Basic Mechanism of
a Refrigerator Works
致冷机运作的基本机制
A.冰箱内部
热交换管
冰箱内的热交换管:
1.管中为低压低温冷媒
2.管中的低温冷媒和冰箱内部的热空气交换热量,以降低冰箱内空气的温度.
3.为等压热交换过程
冷媒流动的方向
B.压缩机:
1.准等温压缩过程
2.将回流回来的低压冷媒加压成高压冷媒,甚或液化成液态冷媒.
C.毛细管式的膨胀阀:
1.在此进行绝热膨胀的热力变化物理过程
2.将高压冷媒或液化冷媒经此阀,突然膨胀为低温低压冷媒,甚或使之气化为气态低温冷媒.
Basic mechanism of a refrigerator works
The compressor compresses the refrigerant gas.
This raises the refrigerant's pressure and temperature (orange), so the heat-exchanging coils outside the refrigerator allow the refrigerant to dissipate the heat of pressurization.
As it cools, the refrigerant condenses into liquid form (purple) and flows through the expansion valve.
When it flows through the expansion valve, the liquid refrigerant is allowed to move from a high-pressure zone to a low-pressure zone, so it expands and evaporates (light blue). In evaporating, it absorbs heat, making it cold.
The coils inside the refrigerator allow the refrigerant to absorb heat, making the inside of the refrigerator cold. The cycle then repeats.
使用寿命
由於电冰箱是高档耐用品,故使用寿命是一项重要指标.
所以在设计时,从结构,选材,制造工艺等项,都对寿命做了周密的考虑.
根据发展形势,经济条件和生活水平出发,目前电冰箱的设计,应不低於15年.
国外电冰箱,由於新款式,新品种不断更新换代,在设计上,往往采用较短的使用期限.
市售电冰箱的小常识
1. 单门电冰箱,双门单温电冰箱和双门双温电冰箱的差异
单门电冰箱:只有一扇门的电冰箱,有一个蒸发器,其内可存放少量冷冻食品,是最早流行的一种冰箱,目前市场上已逐渐消失.
双门单温电冰箱:具有二扇门,但只有一个蒸发器的冰箱.内部结构与单门电冰箱相同,故也有人称之为假双门.
双门双温电冰箱:有两扇门,两个蒸发器的电冰箱,其中一个蒸发器安装在冷冻室内,具有四星级冷冻能力,另一个蒸发器安装在冷藏室内.目前流行此种电冰箱.
D.电冰箱上星级符号的意义
表示电冰箱冷冻部分储藏温度的级别
标记电冰箱冷冻室内温度的一种国际统一的标准.
每个星表示电冰箱冷冻室内储藏温度应能降-6℃的温差,且冷冻食物的储藏时间需达一周.
例:三星级电冰箱,表示电冰箱冷冻室内储藏温度应达到-18℃以下,并具有对一定量食品的速冻能力.
简单地讲,冷冻能力表示原在25℃的一定量瘦牛肉,经过24小时可冷冻至-18℃以下的特徵.
E.直冷式和间冷式电冰箱
电冰箱的冷却方法分直冷式与间冷式 两种.
直冷式电冰箱:
利用冰箱内空气自然对流的方式冷却食品的.
因为蒸发器常常安装在冰箱上部,
蒸发器周围的空气会与蒸发器产生热交换,空气把热量传递给蒸发器,蒸发器把冷量传递给空气.
空气吸收冷量后,温度下降,密度增大,向下运动.
冰箱内下部的空气要与被冷却食品产生热交换,食品把热量传递给空气;空气得到热量后,温度回升,密度减少,又上升到蒸发器周围,把热量传递给蒸发器.
冷热空气循环往复地自然对流,从而达到制冷目的.
间冷式电冰箱
间冷式电冰箱:
蒸发器常采用翅片管式,
放置在冷冻室与冷藏室之间的夹层中或箱内后上部.
利用一只小型风扇强迫箱内空气对流,以达到冷却的目的.
绝大多数的电冰箱是直冷式电冰箱,间冷式电冰箱的产量比较少.
无霜/有霜电冰箱
为什麼无霜强冷式电冰箱比有霜直冷式耗电量大
有霜型是人工除霜,不需电热.
无霜型装有150W的电热器用以除霜,每天加热2～3次,每次 20～3O 分钟.
在两个容积相同的电冰箱中,无霜强冷式比有霜直冷式耗电量大,故无霜型耗电量大.
强冷式和直冷式冰箱的耗电量比较
强冷式装有风扇,强迫冷空气对流,使箱内降温.
直冷式则靠箱内冷空气自然对流.
经测试,同容积强冷式比直冷式耗电量多10%.
无氟双绿色冰箱
指冰箱的制冷剂和箱体保温发泡材料不使用会破坏环境的氟氯烃物质(氟利昂, Freon)
改用替代物,不再污染环境.
按国际惯例,这种电冰箱可以称之为双绿色,即减少氟利昂含量100%,
是一种完全符合国际环保要求的新型电冰箱.
为什麼还要推广无氟电冰箱
有氟电冰箱的使用效果不错,为什麼还要推广无氟电冰箱
科学家近年发现,制冷工业广泛使用以及会泄漏的氟利昂,造成大气臭氧层空洞性损害,导致超量紫外线会危害人类健康,如视力减弱,白内障,皮肤癌等患者增多,生态平衡受到破坏等等.
为此,1987年联合国组织各国签订的《蒙特利尔协议书》宣布氟利昂为受控物质,原本规定最迟2000年停止使用.随著日后氟利昂危害的日趋严重,国际社会决定将停用氟利昂的时间提前至1996年.
带著冰凉上路-车载冰箱
当驾车出游,一台好用的车载冰箱无疑是件不错的工具.介绍三类典型的车载冰箱:
冷触媒型
冷藏型
压缩机型
车载冰箱的原理和制造的技术品质不同,故价格的差异也非常大,从几百元到上万千元不等.根据不同的需要,选择最适合的车载冰箱,才是最终选择的依据.
冷触媒型
冷触媒型车载冰箱体类似保温旅行包
内置隔温材料,冰箱由冷触媒实现制冷.
在使用前,需要把冷触媒材料先放入家用冰箱冷冻10小时以上,然后才把冷触媒移置车载冰箱内.
依靠冷触媒吸收热量,实现制冷功能.
优点:冰箱重量较轻,便於携带,无需接电,价格便宜
缺点:准备工作复杂,制冷时效有限
冷藏型
_冷藏型车载冰箱使用塑胶外壳金属内胆,有隔热层,类似保温杯.
可以接12V车载电源,最低制冷温度为O℃.
优点:冷藏效果好.价格适中
缺点:制冷能力有限
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压缩机型
此种车载冰箱同样使用塑胶外壳内胆,但装备微型冰箱压缩机,因而是真正意义上的冰箱.
可以接12V车载电源,实现冷藏和冷冻.
① 优点:具真正冷藏,冷冻功能,使用方便
② 缺点:重量沉,不易携带,价格偏高
车载冰箱的原理和制造的技术品质不同,故价格的差异也非常大.
从低端的几百元,到高端的几千元不等.根据不同的需要,选择最适合的车载冰箱,才是最终选择的依据.