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。 家用电冰箱制冷原理(2007-04-16 23:12:08) 从低于环境温度的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程，称为制冷。"T ~ t K Z c yU p x 由于热量只能自动地从高温物体传给低温物体，因此实现制冷必须包括消耗能量(如电能，机械能等)的补偿过程。 借助制冷系统消耗一定的电能，利用物态变化过程中的吸热(液态→气态)，放热(气态→液态)物理过程，强制热量由低温物体(冷柜内的食物)转至高温物体(室内空气)从而达到制冷的目的。  $h+` v+P:}+d/f M*K R 图１-８是制冷系统循环过程的示意图。压缩机将低温低压的制冷剂(CFC-12或HFC-134a)气体吸入气缸，经过压缩机压缩，变成高温高压的气态CFC-12或HFC-134a，并排到冷凝器内，在冷凝器内，高温高压的CFC-12或HFC-134a气体与温度较低的环境进行交换，温度降低并冷凝为液体；液体CFC-12或HFC-134a通过毛细管节流，降低压力后进人蒸发器，在蒸发器内吸热汽化，(未汽化的暂留在储液管里)，汽化后被吸回压缩机，重新压缩。如此周而复始，不断循环，使柜内温度降低。 } ` } j-Z1a 整个制冷循环过程可分为4个阶段： X+_3@/n {)[+p7s (1)绝热压缩　压缩机将蒸发后的低温低压制冷剂吸入，这时气体的理想状态是充分汽化，无液滴，稍微过热，经压缩机活塞的急剧压缩，对气体所做的机械功转换为热，使之变成高温高压气体，此压缩过程很短，被升温气体的热量几乎没有传到外部，故此过程称为绝热压缩过程。/C8r$O;s)r p*I L G"j (2)等温压缩　压缩机将高温高压气态制冷剂送至冷凝器中冷却到其完全液化，这段时间放出冷凝潜热，在此过程中，因制冷剂温度不变，仅发生气一液状态变化，故称为等温压缩。在冷凝器末端，制冷剂全部液化后，温度有所下降，即为过冷。0g O I d+O'P 在这一过程中，制冷剂通过蒸发器吸收的热量和压缩机活塞做功转换的热量已全部放出，这时已完成了将低温物体的热量送到高温的外界空气中的任务。 V'q N }+~ | v7E(m (3)绝热膨胀　液态制冷剂在毛细管中受到节流作用，使液体压力急剧降到蒸发压力，制冷剂在此过程中温度虽剧降，但因时间极为短暂，未能吸收外界的热量，故称绝热膨胀。 （冰箱）内吸收热量（蒸发潜热），直到液体完全汽化为止，在此过程中，制冷剂的温度恒定，故称为等温膨胀。 h4U G } g C:W ,z.Y e w I m ~ \%x j t#e-Yd&T L T%B ` 绝热材料  4t G { r z v M  S {'?1U7o | 电冰箱发展至今，其绝热材料经历了本屑、硅藻土、超细玻璃棉、聚苯乙烯硬泡沫，直至现在的硬质聚氨脂泡沫，其导热系数越来越低，绝热性能越来越好，使电冰箱绝热层可以越来越薄。目前日本已研制成功导热系数为   0.01W／m·   K真空绝热，现已用于电冰箱生产中。 聚氨脂泡沫（Polyurethane Foam，简称PUF）是一种导热系数很低的硬质泡沫塑料。25mm厚的聚氨脂泡沫层相当于45mm厚的矿物棉，或860mm厚砖的绝热性能。  z _5_ z A/p'?*k C ` PUF的原料 Z k N n ^ （1）多异氰酸脂类 o*Q8a _ k6e r2f;J y ① TDI系：   TDI-80、 TDI-65，粗 TDI， PAPI； P.W2d d!z ② MDI系：粗MDI、液体MDI、中间 XDI。目前更多采用MDI，它比TDI毒性小，流动性好，固化较快，成本较低。 （2）多元醇类（聚醚或聚脂以及架桥剂） g ? ^4? O x FJ ①聚丙烯醇多元醇，简称聚醚（末端为仲羟基）； I)W h!T S y"[4I r  ②聚丙烯乙烯嵌段醚多元醇（末端为伯羟基）； )Y Y ~8X J x ③聚脂醇（缩合或聚合饱和型）；  c ④单元多元醇、蓖麻油。 （3）催化剂（氨、有机金属化合物） ①胶类：三乙烯二胺、N，N二甲基环己胺、胺甲基吗啡批、N六甲基三烯四肢、N，N，W，M四甲基丁二胺三乙醇； N \ k o Z z2B O ? ②金属类：辛酸亚锡、辛酸铅、二了基锡二月桂酸脂。7k O+D3h l,@ Z （4）添加剂类（硅酮活化剂）  硅系泡沫稳定剂、石腊系稳定剂、填料着色剂、耐燃剂、增塑剂、分散剂。0F z Q {5B/{ D R | w n e {5u a \ Z B （5）发泡剂 g f,^ n S%~ `:S {  ①CFC－11、HCFC－141b、C。H；。或HFC－2 4 sfa等； ②水；4F y [ g L v3q a q "u C u k u3o4M ③二氯代甲烷，硝酸烷基硼酸。B*l V5Q H m+X2{ Z ? S.G5n(} j 按不同发泡剂可分为物理发泡（氟里昂类）和化学发泡（水）两大类。 W/_1L'~+Y!w Y/Q 　  电冰箱故障的产生 @ 电冰箱主要是由制冷系统和控制系统两部分组成，(间冷式无霜电冰箱还包括通风系统)，两个系统都会出现故障。如制冷压缩机能运转却不能制冷，这是制冷系统出现的故障；若电冰箱能制冷降温，但达到预定的温度后却停不下来，这是控制系统出了故障。一般情况下下，控制系统故障出现较多些。  造成电冰箱产生故障的几个环节是：零部件制造质量未达到要求或运输中产生损坏；使用用及维护不当；性能未达要求；意外事故和时间积累效应如弹簧塑变，磨损，积油积灰等。 P 温度控制器  X-U/l'}-w,y#t D ] 温度控制器（以下简称温控器）的是根据电冰箱各间室的温度要求，在一定温差范围内，通过对制冷压缩机的开、停进行自动控制，来保持各间室温度在规定的范围内。采用强制对流冷却的间冷式电冰箱，除温控器外，还有风门温度控制器（简称风门温控），通过调节风门的开启角度自动地调节进人冷藏室、冰温保鲜室、果菜室及变温室（温度可在较大范围内随意调节）的冷风量，以实现各间室温度的自动控制。 q O w O/D j"?  家用电冰箱温控器用得较多的有蒸汽压力式温控器、热敏电阻式温控器和风门温控