通俗易懂的制冷原理

1、制冷原理最簡單的制冷由四大要件組成：①壓縮機；②冷凝器；③節(jié)流閥；④蒸發(fā)器；我們日常使用的電冰箱，正好由這四要件加上箱體組成，箱體就好像冷庫。不過電冰箱上的③節(jié)流閥在技術上由相同作用的毛細管替代。首先講講什么叫制冷。制冷兩字只能說是技術上的術語，嚴格講是錯誤的，世界上沒有那國的科學家能制造出“冷”來。那到底什么是冷，先舉例說明：在寒冬臘月，氣溫降到－5℃，我們說今天天氣真冷，可東北人說不冷；在大伏天，氣溫在＋32℃時，我們會說不算熱，但

2、氣溫突然降到＋25℃，我們會說太冷了；這冷是隨著人的常識來定的，在物理學中沒有冷的定義。在工程中冷是跟著生產需要而定的。如老總問，冷庫打冷了嗎？你說打冷了，這個冷是指－18℃；老總問，水果庫溫度穩(wěn)定嗎？你說很穩(wěn)定，這回答的含義是水果庫溫度穩(wěn)定在0℃了，這是我們這個行業(yè)對冷的定義。但是我們還是把這種利用機械設備把降溫對象降到所需溫度的方法叫制冷，這就是術語。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，沒有

3、多久水就開了，如果不拿開水壺，不多久水就干了。大家和說鋼板在對水加熱，反過來也可以說水在對鋼板降溫。而且，降了多少度，都可計算出來，因為一公斤水從20℃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，是可以精確計算出來的。在這里所述及到的‘熱量’、‘溫度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想學過物理的人都能理解。初中物理就講到，熱量總是通過傳導、對流、輻射，從溫度高的物體轉移到溫度低的物體，絕不可能反過來進行。一個物體失去一些熱量后，它的溫度也會降低一些。我們的目的就是通過制冷系統(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)在熱力學上來講是完全一樣的，它們的熱傳導公式也完全一樣，我們先以鍋爐作比擬，進一步講講制冷劑在制冷時的作用。上面講的燒水壺也可算是一只鍋爐，不過水燒開了，我們就灌熱水瓶了，如果我們在壺嘴上套根管子，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壺就成小鍋爐了。要注意的是這時水壺中的水永遠是100℃，水壺出口處的蒸汽溫度也是100℃，為什么不是110℃，不是90℃？這是因為在一個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℃左右就開了，沒有高壓鍋就只能吃夾生飯，而在高壓鍋里，溫度可達到110℃，因為高壓鍋排氣閥的重量，剛好使鍋內壓力保持在1KgCM2表壓力（實際是2個大氣壓）。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1000℃左右，火頭將熱量傳遞給水，使水的溫度上升直達沸點，一公斤水從沸點到燒干（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降溫過程。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，周圍熱空氣立即來補充，在盆下面可以看到帶著霧的冷空氣在緩緩降下。這個盆就是‘蒸發(fā)器’。至于蒸餾器，有人看過，有人沒看過，但是大家都看過茶缸蓋凝結水的現(xiàn)象，或者農村吊酒的錫鍋，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)在講庫房里的制冷進行過程：液態(tài)氨在蒸發(fā)器（排管）中如果處于0.3KgCM2表壓力狀態(tài)（應該是0.03Mpa表壓力，出于習慣的方便，還是用KgCM2），它的沸騰溫度應該是－28℃；而蒸發(fā)器外是－18℃的冷庫，如果有高于－18℃的商品進庫，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的熱

9、量傳給了－28℃的液氨，液氨吸收了熱量溫度不會上升，而是沸騰蒸發(fā)為氣體（氨蒸汽），這樣空氣來來回回的傳送，商品中的熱量逐步減少，溫度逐步降低，最后降到－18℃，制冷就可以結束了，這是蒸發(fā)器的工作任務，庫內空氣向蒸發(fā)器傳遞多少熱量，蒸發(fā)器內的液氨就蒸發(fā)掉相應的重量。當然除了商品中的熱量外，還有外界氣溫中的熱量通過圍護結構傳進來的熱量，開門時空氣帶進的熱量，使庫溫不時的上升，所以需要定時開機降溫。但是如果沒有壓縮機的參與，蒸發(fā)器的工作是不能

10、持久的，因為液氨受熱蒸發(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上升，最后壓力升到1KgCM2表壓力時，溫度也上升到－18℃左右，液氨與冷庫的溫度相同，由于溫度平衡，熱量就無法向液氨傳遞了，制冷也就停止了。壓縮機的任務就是要把蒸發(fā)器中產生的氨蒸汽抽走，使蒸發(fā)器中的壓力一直保持在我們生產需要的0.3KgCM2表壓力狀態(tài)。這時候蒸發(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，冷凝器的壓力會逐步升高，而后就是冷凝器的任務了。我們知道氨蒸汽是帶著冷庫中的熱量的，氨蒸汽被壓縮機從蒸發(fā)器抽出，而后壓縮到冷凝器中，那么壓縮機就完成了輸送熱量的任務?，F(xiàn)在氨蒸汽被聚集在冷凝器中（帶著大量冷庫中的熱量），壓力不斷升高，溫度也隨著壓力的升高而升高，比如說壓力升高到表壓力14KgCM2，溫度也就對應升到＋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成液態(tài)氨，并讓出原來氨蒸汽占領的大部分空間來。如果熱量沒有出路，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。但是實際上壓縮機的排出溫度，在表壓力14公斤平方公分時，不是＋39℃，而是＋100℃以上。這是因為電動機帶動壓縮機的活塞對氨蒸汽進行壓縮時做的功，轉換成熱量的緣故，也即熱功當量，這可以在我們給自行車打氣時，打氣筒底部和