通俗易懂的制冷原理

1、制冷原理最簡(jiǎn)單的制冷由四大要件組成：①壓縮機(jī)；②冷凝器；③節(jié)流閥；④蒸發(fā)器；我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾姳?，正好由這四要件加上箱體組成，箱體就好像冷庫(kù)。不過(guò)電冰箱上的③節(jié)流閥在技術(shù)上由相同作用的毛細(xì)管替代。首先講講什么叫制冷。制冷兩字只能說(shuō)是技術(shù)上的術(shù)語(yǔ)，嚴(yán)格講是錯(cuò)誤的，世界上沒(méi)有那國(guó)的科學(xué)家能制造出“冷”來(lái)。那到底什么是冷，先舉例說(shuō)明：在寒冬臘月，氣溫降到－5℃，我們說(shuō)今天天氣真冷，可東北人說(shuō)不冷；在大伏天，氣溫在＋32℃時(shí)，我們會(huì)說(shuō)不算熱，但

2、氣溫突然降到＋25℃，我們會(huì)說(shuō)太冷了；這冷是隨著人的常識(shí)來(lái)定的，在物理學(xué)中沒(méi)有冷的定義。在工程中冷是跟著生產(chǎn)需要而定的。如老總問(wèn)，冷庫(kù)打冷了嗎？你說(shuō)打冷了，這個(gè)冷是指－18℃；老總問(wèn)，水果庫(kù)溫度穩(wěn)定嗎？你說(shuō)很穩(wěn)定，這回答的含義是水果庫(kù)溫度穩(wěn)定在0℃了，這是我們這個(gè)行業(yè)對(duì)冷的定義。但是我們還是把這種利用機(jī)械設(shè)備把降溫對(duì)象降到所需溫度的方法叫制冷，這就是術(shù)語(yǔ)。什么叫制冷，比如我們將裝有一公斤20℃冷水的水壺放到一塊燒到500℃的鐵板上，沒(méi)有

3、多久水就開(kāi)了，如果不拿開(kāi)水壺，不多久水就干了。大家和說(shuō)鋼板在對(duì)水加熱，反過(guò)來(lái)也可以說(shuō)水在對(duì)鋼板降溫。而且，降了多少度，都可計(jì)算出來(lái)，因?yàn)橐还锼畯?0℃升到100℃，它需要外界提供它80大卡熱量，水從100℃到燒干，它需要外界提供539大卡熱量，也就是說(shuō)一公斤20℃冷水燒到干，要外界提供619大卡熱量。如果按制冷的角度它從外界或鋼板中提取了619大卡熱量而變成了水蒸汽，使鋼板降溫了，這就是制冷，是利用水對(duì)鋼板制冷。如果將水倒在鋼板上，那

4、就更直觀了。在上述的制冷過(guò)程中，如果鋼板的大小一定，并排除外界空氣的降溫因素，那么鋼板降了多少度，是可以精確計(jì)算出來(lái)的。在這里所述及到的‘熱量’、‘溫度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想學(xué)過(guò)物理的人都能理解。初中物理就講到，熱量總是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射，從溫度高的物體轉(zhuǎn)移到溫度低的物體，絕不可能反過(guò)來(lái)進(jìn)行。一個(gè)物體失去一些熱量后，它的溫度也會(huì)降低一些。我們的目的就是通過(guò)制冷系統(tǒng)，將商品中和空氣中的熱量向比商品溫度更低的制冷劑傳遞，達(dá)到降

5、低商品溫度的目的。我們的制冷系統(tǒng)與鍋爐的制熱系統(tǒng)在熱力學(xué)上來(lái)講是完全一樣的，它們的熱傳導(dǎo)公式也完全一樣，我們先以鍋爐作比擬，進(jìn)一步講講制冷劑在制冷時(shí)的作用。上面講的燒水壺也可算是一只鍋爐，不過(guò)水燒開(kāi)了，我們就灌熱水瓶了，如果我們?cè)趬刈焐咸赘茏?，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壺就成小鍋爐了。要注意的是這時(shí)水壺中的水永遠(yuǎn)是100℃，水壺出口處的蒸汽溫度也是100℃，為什么不是110℃，不是90℃？這是因?yàn)樵谝粋€(gè)大氣壓下水的沸騰溫度是100

6、℃，這是水的物理性能所決定了的。在青藏高原，大氣壓力較低，水70℃左右就開(kāi)了，沒(méi)有高壓鍋就只能吃?shī)A生飯，而在高壓鍋里，溫度可達(dá)到110℃，因?yàn)楦邏哄伵艢忾y的重量，剛好使鍋內(nèi)壓力保持在1KgCM2表壓力（實(shí)際是2個(gè)大氣壓）。一般小型鍋爐可燒4KgCM2表壓力蒸汽，蒸汽溫度也接近140℃，鍋爐中的水溫也與蒸汽溫度一樣也是140℃。煤氣爐的火頭溫度可達(dá)1000℃左右，火頭將熱量傳遞給水，使水的溫度上升直達(dá)沸點(diǎn)，一公斤水從沸點(diǎn)到燒干（全部變成蒸

7、汽），將從煤氣火頭中帶走的熱量與上面所講水壺給鋼板降溫是一樣的，接近壺底的火焰是一個(gè)降溫過(guò)程。鍋爐中果將盆懸掛在空中，盆底周圍的空氣立即因熱量傳給了液氨而失去熱量而降溫，降了溫的空氣在下降，周圍熱空氣立即來(lái)補(bǔ)充，在盆下面可以看到帶著霧的冷空氣在緩緩降下。這個(gè)盆就是‘蒸發(fā)器’。至于蒸餾器，有人看過(guò)，有人沒(méi)看過(guò)，但是大家都看過(guò)茶缸蓋凝結(jié)水的現(xiàn)象，或者農(nóng)村吊酒的錫鍋，原理是一樣的。缸蓋里面是熱騰騰的水蒸汽，缸蓋外是冷空氣，水蒸汽通過(guò)缸蓋將熱量

8、傳遞給了冷空氣，失去了一定熱量的水蒸汽，在缸蓋里表面凝結(jié)成水，這就是冷凝器的原理，上面講的熱水汀也是同樣原理?，F(xiàn)在講庫(kù)房里的制冷進(jìn)行過(guò)程：液態(tài)氨在蒸發(fā)器（排管）中如果處于0.3KgCM2表壓力狀態(tài)（應(yīng)該是0.03Mpa表壓力，出于習(xí)慣的方便，還是用KgCM2），它的沸騰溫度應(yīng)該是－28℃；而蒸發(fā)器外是－18℃的冷庫(kù)，如果有高于－18℃的商品進(jìn)庫(kù)，商品中的熱量很快傳給了空氣，使空氣溫度上升到比如－15℃，－15℃的空氣又將從商品中傳來(lái)的熱

9、量傳給了－28℃的液氨，液氨吸收了熱量溫度不會(huì)上升，而是沸騰蒸發(fā)為氣體（氨蒸汽），這樣空氣來(lái)來(lái)回回的傳送，商品中的熱量逐步減少，溫度逐步降低，最后降到－18℃，制冷就可以結(jié)束了，這是蒸發(fā)器的工作任務(wù)，庫(kù)內(nèi)空氣向蒸發(fā)器傳遞多少熱量，蒸發(fā)器內(nèi)的液氨就蒸發(fā)掉相應(yīng)的重量。當(dāng)然除了商品中的熱量外，還有外界氣溫中的熱量通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳進(jìn)來(lái)的熱量，開(kāi)門時(shí)空氣帶進(jìn)的熱量，使庫(kù)溫不時(shí)的上升，所以需要定時(shí)開(kāi)機(jī)降溫。但是如果沒(méi)有壓縮機(jī)的參與，蒸發(fā)器的工作是不能

10、持久的，因?yàn)橐喊笔軣嵴舭l(fā)成為氨蒸汽，氨蒸汽逐步擠占蒸發(fā)器的空間，蒸發(fā)器中的壓力也就逐步升高，壓力升高，液氨的沸騰溫度就會(huì)上升，最后壓力升到1KgCM2表壓力時(shí)，溫度也上升到－18℃左右，液氨與冷庫(kù)的溫度相同，由于溫度平衡，熱量就無(wú)法向液氨傳遞了，制冷也就停止了。壓縮機(jī)的任務(wù)就是要把蒸發(fā)器中產(chǎn)生的氨蒸汽抽走，使蒸發(fā)器中的壓力一直保持在我們生產(chǎn)需要的0.3KgCM2表壓力狀態(tài)。這時(shí)候蒸發(fā)器中的壓力叫蒸發(fā)壓力，蒸發(fā)器中的液氨溫度叫蒸發(fā)溫度。壓

11、縮機(jī)抽出的氨蒸汽并不是排到大氣中去的，而是排到冷凝器中，氨蒸汽被壓縮到冷凝器后，冷凝器的壓力會(huì)逐步升高，而后就是冷凝器的任務(wù)了。我們知道氨蒸汽是帶著冷庫(kù)中的熱量的，氨蒸汽被壓縮機(jī)從蒸發(fā)器抽出，而后壓縮到冷凝器中，那么壓縮機(jī)就完成了輸送熱量的任務(wù)。現(xiàn)在氨蒸汽被聚集在冷凝器中（帶著大量冷庫(kù)中的熱量），壓力不斷升高，溫度也隨著壓力的升高而升高，比如說(shuō)壓力升高到表壓力14KgCM2，溫度也就對(duì)應(yīng)升到＋39℃，如果在冷凝器管外供給＋34℃的冷卻水

12、，那冷凝器中的氨蒸汽就會(huì)向水傳送出熱量，每向冷卻水送出264大卡熱量，冷凝器中就有一公斤重的氨蒸汽凝結(jié)成液態(tài)氨，并讓出原來(lái)氨蒸汽占領(lǐng)的大部分空間來(lái)。如果熱量沒(méi)有出路，那冷凝器中的壓力就繼續(xù)升高，到冷凝器爆炸或跳安全閥為止。但是實(shí)際上壓縮機(jī)的排出溫度，在表壓力14公斤平方公分時(shí)，不是＋39℃，而是＋100℃以上。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)的活塞對(duì)氨蒸汽進(jìn)行壓縮時(shí)做的功，轉(zhuǎn)換成熱量的緣故，也即熱功當(dāng)量，這可以在我們給自行車打氣時(shí)，打氣筒底部和