电冰箱的制冷原理及发展

过程装备与控制工程技术进展论文题 目： 电冰箱的制冷原理及发展 姓 名： 程* 班 级： 过控131 学 号： 任 课 教 师： * 制作日期：2016年5月15日电冰箱的制冷原理及发展摘要:作为常见的家用电器之一的电冰箱,制冷技术是其核心技术，电冰箱又分为压缩式电冰箱、吸收式电冰箱、半导体电冰箱等，其中以压缩式电冰箱最较为常见。压缩式电冰箱的制冷是通过压缩机压缩蒸发后的制冷剂，制冷剂再继续蒸发形成循环吸热过程来实现的。同时还有利用氨蒸发吸收式电冰箱，以及利用帕尔帖效应来实现制冷的半导体式电冰箱。以上三种制冷方式并称为世界三大制冷方式。关键词： 制冷原理、压缩式电冰箱、循环制冷简介：电冰箱，保持恒定低温的一种制冷设备，也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品。箱体内有压缩机、制冰机用以结冰的柜或箱，带有制冷装置的储藏箱。家用电冰箱的容积通常为20500升。1910年世界上第一台压缩式制冷的家用冰箱在美国问世。1925年瑞典丽都公司开发了家用吸收式冰箱。1927年美国通用电气公司研制出全封闭式冰箱。1930年采用不同加热方式的空气冷却连续扩散吸收式冰箱投放市场。1931年研制成功新型制冷剂氟利昂12。1、电冰箱的分类1.1压缩式电冰箱：该种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。其优点是寿命长，使用方便，目前世界上9195的电冰箱属于这一类。1.2吸收式电冰箱：吸收式冰箱因技术先进科技含量高，虽然有不少酒店大量使用，但具体工作原理确不为一般用户了解，现讲其工作原理表述如下：系统内按照一定比例灌入氨、氦气和水。制冷剂为氨，水为吸收剂，氦气为扩散剂。机芯直接用热源为原动力推动制冷剂循环达到制冷目的，系统利用热虹吸原理使制冷系统在没有任何机械传送的情况下连续进行。制冷机芯的工作原理是：制冷机芯主要有发生器、冷凝器、蒸发器等主要部件组成。液氨在蒸发器内低分压下，其氨蒸气向氦气中扩散，生成的氨、氦混合气中的氦气在吸收器中释放出氨气，被水吸收形成的浓氨溶液再进入发生器，利用工作热源在发生器中加热，加热后氨蒸汽蒸发，氨气经过冷凝器冷却成氨，氨水再进入蒸发器，由于物理上的变化，形成一次次的吸热、放热反应。NH4OHNH3+H20NH3+H2ONH4OH1.3半导体电冰箱：它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。帕尔帖原理，该效应是在1834年由J.A.C帕尔帖首先发现的。即利用当两种不同的导体A和B组成的电路且通有直流电时，在接头处除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量，帕尔帖效应的物理原理为：电荷载体在导体中运动形成电流，由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级，当它从高能级向低能级运动时，就会释放出多余的热量。反之，就需要从外界吸收热量，即表现为制冷。由于半导体制冷器属电子物理制冷，不用制冷工质和机械运动部件，从而彻底解决了介质污染和机械振动等机械制冷冰箱所无法解决的应用问题，并在小容量低温冷藏箱方面具有更加显著的节能特性极具开发推广价值。半导体电子制冷又称热电制冷，或者温差电制冷，与压缩式制冷和吸收式制冷并称为世界三大制冷方式。1.4化学冰箱：它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。1.5电磁振动式冰箱：它是用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱。其原理、结构与压缩式电冰箱基本相同。2、压缩式电冰箱的工作原理电冰箱的制冷过程由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器等部件组成，及不同直径的铜管连接组成，形成一个密封的循环系统。制冷主要是由制冷循环实现的。制冷循环的工作过程是：制冷剂经回气管被吸入压缩机，在电能的补充作用下，在压缩机内被压缩成为高温高压气体状态，再进入冷凝器冷却；冷凝器内的制冷剂是高温的，冷凝器外的环境空气是常温的，发生热交换，冷凝器向环境空气散热；制冷剂蒸气散热后变为高温高压液体进入毛细管，经节流降压作用后变为低温低压液体状态进入蒸发器，制冷剂进入蒸发器后迅速蒸发为蒸气，吸收被冷却物体的热量，使被冷却物体温度降低，从而达到制冷的目的。然后再被吸入压缩机，开始新的循环。制冷循环共有4个过程：即蒸发过程、压缩过程、冷凝过程和节流过程。1.蒸发过程：通过节流后的低温低压液体状态制冷剂进入蒸发器，吸收被冷却物体的热量，使被冷却物体温度降低，制冷剂吸热后变为低温低压气体状态。在蒸发过程中，温度、压力保持不变。2.压缩过程：完成制冷作用后的制冷剂从蒸发器出来被吸入压缩机，经压缩后，温度、压力急剧升高。温度升至90左右；压力由回气管的0.03MPa左右升至排气管的0.2MPa左右。因此压缩气体时，压缩机要消耗一定的能量。3.冷凝过程：由压缩机排出的高温高压气体状态制冷剂，向冷凝器外的环境空气散热，变为高温高压液体状态。冷凝过程是一个定压放热的过程。4.节流过程：电冰箱的节流装置是一根细长的毛细管。由冷凝器出来的制冷剂的冷凝温度与冷凝压力都高于制冷剂在蒸发器的蒸发温度与蒸发压力，压差推动制冷剂在毛细管中克服阻力运动。因此节流过程是一个降压降温的过程。然后再进入蒸发器重复上述循环过程。3、工艺流程框图实物对照图：四、电冰箱制冷原理的发展发展;1822年，英国著名物理学家法拉第发现了 Th氧化碳、氨、氯等气体在加压的条件下会变成液体，压力降低时又会变成气体的现象。在由液体变为气体的过程中会大量吸收热量，使周围的温度迅速下降。法拉第的这一发现为后人发明压缩机等人工制冷技术提供了理论基础。1851年澳大利亚基朗广告报的老板哈里森，在一次用醚清洗铅字时，他发现醚涂在金属上有强烈的冷却作用。醚是一种沸点很低的液体，它很容易发生蒸发吸热现象。哈里森经过研究制出了使用醚和冰箱压力泵的冷冻机，并把它应用在澳大利亚维多利亚的一家酿酒厂，供酿酒时制冷降温用。 1873年，德国化学家、工程师卡尔.冯.林德发明了以氨为制冷剂的冷冻机。林德用一台小蒸汽机驱动压缩系，使氨受到反复的压缩和蒸发，产生制冷作用。 4.1环保无氟冰箱：说起“无氟”冰箱，人们往往认为这种冰箱不使用氟了，因为有氟冰箱是使用氟里昂11和氟里昂12来做发泡剂和制冷剂的冰箱。但中国保护消费者基金会的专家指出，从化学反应式中可以看到，破坏臭氧层的元凶，是“氯”而并非“氟”。现启用的冰箱制冷剂为R600a,使冰箱的制冷速度更快，更节能。 4.2.智能未来的冰箱智能技术将从目前的模糊控制向精确温控变化。微电脑模糊电冰箱内设冷冻传感器、外界温度传感器，能自动测定冰箱内各种储藏食品的种类和数量，自动调整最合理的温度拉力保鲜食品，同时具有根据需要除去臭味和排除霜冻等功能。一按“傻瓜键”全自动按钮，就能推荐理想的温度保鲜，节能性十分优越，将极大地改变人类的生活。43.节能然而，随着人类对自然资源的不断开采，传统能源日益枯竭，这就要求人们开发出适合于这种情况的新式冰箱，比如利用太阳能地热能风能等新型能源。除了开发新能源，也有别的途径，那就是节流，就是在能源节约上下功夫。变频冰箱：以海信变频冰箱为例：采用国际上最先进的“直流无级变频”技术，压缩机转速可以根据外界温度变化和食物储存情况，从2000转到4000转的区间内柔性变动。平滑变频既能避免能源浪费，比普通冰箱节能70%以上，也能将噪音值降低50%以上，还能延长压缩机和整机