电冰箱制冷原理

我们知道,要想使电冰箱内的温度下降,就必须想办法不断地把电冰箱内的热量移到箱外来,那么用什么办法呢?我们知道,水在标准大气压下的沸腾温度为100℃,即水在100℃时就“开”了。在沸腾过程中,水要吸收大量的热量,由液体变为水蒸气。其中“吸收大量的热量变为水蒸汽”这一特性对我们很有启发。于是我们找到了一种物质,“氟利昂—12”,它不像水那样在100℃时沸腾,而是在-30℃左右的低温下就能沸腾汽化,在汽化的过程中也要吸收大量的热量。我们将这种物质作为电冰箱的制冷剂,让这种液态物质在冰箱的蒸发器内沸腾汽化,吸收箱内的大量热量,使电冰箱内降温。又因氟利昂—12在-30℃左右的低温下就能沸腾汽化,因此电冰箱内的温度就可以降低到很低,例如普通双开门电冰箱冷冻室的温度可以降低到-18℃以下(即三星级标准)。

为了使汽化后的氟利昂—12还能还原为原来的液体状态重复使用,这一任务是由压缩机及冷凝器来完成的。压缩机通过消耗电能,将汽化后的氟利昂—12压缩成高温、高压蒸汽,并使这种高温高压的氟利昂—12蒸汽,流经设置在箱体外面的冷凝器,就像暖气片散热一样,将在箱内吸收的热量散发到箱体外面空气中,使制冷剂又变成高温、高压液体,这样作为制冷剂的氟利昂—12就可以循环使用了。压缩机不断地运转,电冰箱内的热量就会不断地被移到箱体外空气中去,于是就达到了制冷的目的。电冰箱内还设有一个自动控制系统,通过自行调节这个控制系统,可使箱内保持一定的所需冷藏、冷冻温度。电冰箱外壳内均设有良好的隔热材料,以阻止箱外热量进入箱内。

以单门电冰箱为例,我们先来了解一下它的主要结构和工作原理。电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。在制冷系统中,主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管节流器四部分,自成一个封闭的循环系统。其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方,其他部件安装在电冰箱的背面。系统里充灌了一种叫“氟里昂12CF2Cl2,国际符号R12)”的物质作为制冷剂。R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体,吸收冰箱内的热量,使箱内温度降低。变成气态的R12被压缩机吸入,靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体,再排入冷凝器。在冷凝器中R12不断向周围空间放热,逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管,节流降压才能缓慢流入蒸发器,维持在蒸发器里继续不断地汽化,吸热降温。就这样,冰箱利用电能做功,借助制冷剂R12的物态变化,把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出,如此周而复始不断地循环,以达到制冷目的,见图251

要想使电冰箱内的温度下降,就必须想办法不断地把电冰箱内的热量移到箱外来,那么用什么办法呢?我们知道,水在标准大气压下的沸腾温度为100℃,即水在100℃时就“开”了。在沸腾过程中,水要吸收大量的热量,由液体变为水蒸气。其中“吸收大量的热量变为水蒸汽”这一特性对我们很有启发。于是我们找到了一种物质,“氟利昂—12”,它不像水那样在100℃时沸腾,而是在-30℃左右的低温下就能沸腾汽化,在汽化的过程中也要吸收大量的热量。我们将这种物质作为电冰箱的制冷剂,让这种液态物质在冰箱的蒸发器内沸腾汽化,吸收箱内的大量热量,使电冰箱内降温。又因氟利昂—12在-30℃左右的低温下就能沸腾汽化,因此电冰箱内的温度就可以降低到很低,例如普通双开门电冰箱冷冻室的温度可以降低到-18℃以下(即三星级标准)。
电冰箱的制冷原理是将内部热量转移到冰箱外部。但是如果把门窗关闭,让冰箱开着门运转,房间内的热量并没有因此转移到房间外部,反而冰箱作为用电器,消耗电能,一部分转化为热能,不但不会使得室内温度降低,反而会使得室内温度升高。



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