制冷王国揭秘冷冻之谜解密

制冷王国的秘密

揭开冷冻之谜

制冷从本质上讲就是让空气中分子运动减慢，形象点说就是让空气冷却。利用天然冰等自然源过渡到人工制冷，是制冷技术发展的初始阶段。

制冷保鲜设备

制冷系统由4个基本部分即压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器组成。由铜管将四大件按一定顺序连接成一个封闭系统，系统内充注一定量的制冷剂。一般的空调用制冷剂为氟里昂，以往通常采用的是R22，现在有些空调的氟里昂已经采用新型的环保型制冷剂R407。以上是蒸气压缩制冷系统。以制冷为例，压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的氟里昂气体压缩成高温高压的氟里昂气体，然后流经热力膨胀阀，节流成低温低压的氟里昂汽液两相物体，再然后低温低压的氟里昂液体在蒸发器中吸收来自室内空气的热量，成为低温低压的氟里昂气体，低温低压的氟里昂气体又被压缩机吸入。室内空气经过蒸发器后，释放了热量，空气温度下降。如此压缩——冷凝——节流——蒸发反复循环，制冷剂不断带走室内空气的热量，从而降低了房间的温度。制热时，通过四通阀的切换，改变了制冷剂的流动方向，使室外热交换器成为蒸发器，吸收了室外空气的热量，制冷剂一般采用氟里昂或者溴化锂。

车辆的制冷系统由制冷剂和四大机件（即压缩机，冷凝器、膨胀阀、蒸发器）组成。一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸气压缩成压力较高的蒸气，使蒸气的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸气，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸气，再送入蒸发器的入口，从而完成制冷循环。单级蒸气压缩制冷系统，是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。它们之间用管道依次连接，形成一个密闭的系统，制冷剂在系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换。制冷系统的基本原理是液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的蒸气、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸气后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质水或空气放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化，达到循环制冷的目的。这样，制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。

在制冷系统中，蒸发器是输送冷量的设备，制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸气的作用。冷凝器是放出热量的设备，将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量，并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中，除上述之外，常常有一些辅助设备，如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成，它们是为了提高运行的经济性，可靠性和安全性而设置的。冷冻不仅仅用于食物保鲜，美国有5家公司专门从事在-200℃条件下保存逝者遗体的业务。许多人生前都怀有一种希望，这就是有朝一日在某种药物的帮助下能重新复活。选择在液氮中长眠的第一人是心理学家詹姆斯·贝德福德，他于1967年73岁时被癌症夺去了生命，从那时起有几十人仿效他的做法，而此外成千上万的人则签订了死后“冷藏”的合同。这些遗体在储藏时头部朝下，这样一旦自动化的控制系统失灵，可以使头部成为最后被解冻的部分。

冰箱(www.xing528.com)

与普通人的感觉完全不同，冰箱并不是“制造冷气的机器”，而是一种用来吸收食品中的热量的装置。它利用称为“制冷剂”的液体，将食品中的的热量“抽取”出来并转移到冰箱外面。制冷剂通过冰箱的一系列装置流动，主要包括3个基本的部件：压缩机、冷凝器和蒸发器，并不断重复同一个制冷循环。除少数环保冰箱外，现在普通家用冰箱的制冷剂大多还是氟利昂，要是二氯二氟甲烷，它储存在冰箱的专用容器中。当冰箱开始运转时，电动机带动压缩机开始工作，吸入处于低压和常温状态不的氟利昂蒸气，将其压缩成为高温高压约为10几个大气压的蒸气。这些处于高温高压状态下的氟利昂蒸气离开压缩机后被送往冷凝器。冷凝器是一种被多次弯曲的管子，称为“蛇形管”，一般是被安装在冰箱背后。由于进入冷凝器的氟利昂蒸气的温度比室温要高，热量就通过蛇形管的管壁向外散发，这样氟利昂蒸气的温度就降低了并从气态冷凝为液态，随后它离开冷凝器流向蒸发器。蒸发器由另一个蛇形管构成，同冰箱的内部接触。这个蛇形管比冷凝器的蛇形管要细一些，因此氟利昂的流动速度就加快了，随之而来的就是压力骤然下降，这符合所谓的伯努利原理。由于在蒸发器中压力急剧降低，氟利昂便剧烈蒸发，从液态变为气态，伴随这一过程的是温度降低。由于热量总是从较热的物体向较冷的物体上转移，所以冰箱中较热的食物就将热量转移到流动着氟利昂气体的蛇形管上，从而达到制冷的目的。上述过程完成之后，制冷剂──氟利昂气体又“整装待发”，以便重新被压缩机“吸收”，从而开始下一个循环过程。由于氟利昂会破坏臭氧层，现在已经被逐渐淘汰，改用其他的制冷剂，但它们制冷的原理是一样的。

制冷系统原理

冰箱主要有两种类型，一种是像家用冰箱那样的立式冰箱，另一种是通常为商店采用的柜式冰箱即冰柜。柜式冰箱用起来不太方便，但比前一种效率更高。事实上，每次打开家用冰箱的门时，由于冷空气比重大，大量冷空气会向下流动并被热空气替代。但这种现象是不会在柜式冰箱上发生的，而且柜式冰箱的优点还在于它很少有除霜的必要。从压缩要出来的制冷剂处于高压气态，当它进入冷凝器时就会释放热量，从而变成液态并进入储存器。随后制冷剂流入一个更细的管子中，压力随之下降。这种低压的液体变冷，当它进入同食物周围空气接触的蛇形管时，制冷剂再次变为气体，同时吸收了食物的热量。吸收热量后，制冷剂进入压缩机开始下一个循环。

我们使用的家用电器包含着许多物理知识，希望勤奋好学的朋友们去探索这些有趣的知识吧！

氟利昂

氟利昂是破坏臭氧层的元凶，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品等领域。氟利昂在大气中的平均寿命达数百年，所以排放的大部分仍留在大气层中，其中大部分仍然停留在对流层，一小部分升入平流层。在对流层相当稳定的氟利昂，上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，而不断破坏臭氧分子。