有点罗嗦的制冷原理-secret

1、有点罗嗦的制冷原理最简单的制冷由四大要件组成：压缩机；冷凝器，蒸发器，节流阀.我们 日常使用的电冰箱，正好由这四要件加上箱体组成，箱体就好似冷库。不过电冰 箱上的节流阀在技术上由相同作用的毛细管替代。首先讲讲什么叫制冷。制冷两字只能说是技术上的术语， 严格讲是错误的，世界 上没有那国的科学家能制造出“冷来。那到底什么是冷，先举例说明：在寒冬腊月，气温降到-5C,我们说今天天气真冷，可东北人说不冷；在大伏天， 气温在+ 32C时，我们会说不算热，但气温突然降到+25C，我们会说太冷了；这冷是随着人的常识来定的，在物理学中没有冷的定义。在工程中冷是跟着生产 需要而定的。如老总问，冷库打冷了吗？你说

2、打冷了，这个冷是指18C ；老总问，水果库温度稳定吗？你说很稳定，这答复的含义是水果库温度稳定在土0 C了，这是我们这个行业对冷的定义。但是我们还是把这种利用机械设备把降温对 象降到所需温度的方法叫制冷，这就是术语。什么叫制冷，比方我们将装有一公斤20C冷水的水壶放到一块烧到500r的铁板 上，没有多久水就开了，如果不拿开水壶，不多久水就干了。大家和说钢板在对 水加热，反过来也可以说水在对钢板降温。而且，降了多少度，都可计算出来， 因为一公斤水从20C升到100C，它需要外界提供它80大卡热量，水从100C 到烧干，它需要外界提供539大卡热量，也就是说一公斤20 r冷水烧到干，要 外界提供6

3、19大卡热量。如果按制冷的角度它从外界或钢板中提取了 619大卡热 量而变成了水蒸汽，使钢板降温了，这就是制冷，是利用水对钢板制冷。如果将 水倒在钢板上，那就更直观了。在上述的制冷过程中，如果钢板的大小一定，并排除外界空气的降温因素，那么 钢板降了多少度，是可以精确计算出来的。在这里所述及到的热量、温度、大卡、r 等物理量，我想学过物理的人都能理解。初中物理就讲到，热量总是通过传导、对流、辐射，从温度高的物体转移到温度 低的物体，绝不可能反过来进行。一个物体失去一些热量后，它的温度也会降低 一些。我们的目的就是通过制冷系统，将商品中和空气中的热量向比商品温度更 低的制冷剂传递，至V达降低商品温

4、度的目的。我们的制冷系统与锅炉的制热系统在热力学上来讲是完全一样的，它们的热传导公式也完全一样，我们先以锅炉作比较，进一步讲讲制冷剂在制冷时的作用。上面讲的烧水壶也可算是一只锅炉， 不过水烧开了，我们就灌热水瓶了，如果我 们在壶嘴上套根管子，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壶就成小锅炉了。要注 意的是这时水壶中的水永远是100C，水壶出口处的蒸汽温度也是100C，为什 么不是110C，不是90C ?这是因为在一个大气压下水的沸腾温度是100C，这是水的物理性能所决定了的。在青藏高原，大气压力较低，水70C左右就开了，没有咼压锅就只能吃夹生饭，而在咼压锅里，温度可到达110C，因为咼压锅排气阀的重

5、量，刚好使锅内压力保持在 1 Kg/CM2表压力实际是2个大气压。 一般小型锅炉可烧4Kg/CM2表压力蒸汽，蒸汽温度也接近140C，锅炉中的水 温也与蒸汽温度一样也是140 C。煤气炉的火头温度可达1000 C左右，火头将 热量传递给水，使水的温度上升直达沸点，一公斤水从沸点到烧干全部变成蒸 汽，将从煤气火头中带走的热量与上面所讲水壶给钢板降温是一样的，接近壶底的火焰是一个降温过程。锅炉中的煤燃烧温度在1200C左右，没有锅炉中水的降温，锅炉中的排管将被烧塌。从我们的角度来讲，在这里的水就是制冷剂。反过来水蒸汽进了浴室马上凝结成小水珠 雾气，放出热量使浴室内温度上升， 同样一公斤水烧成的一公

6、斤蒸汽，汽在浴室里放出539大卡热量后全部变成水，在蒸汽变成水的时候，小水珠的温度是 100C，这是一个冷凝过程。当然小水珠 会继续放出热量而降低温度，等水珠变成水滴落到地上或附在墙壁上时，只有30C左右了，这就不是冷凝过程了，而只是普通降温过程。同样将锅炉蒸汽通到 室内热水汀室内供热排管中，热水汀对蒸汽来说就成了冷凝器，如果供应的 蒸汽压力是1 Kg/CM 2表压力实际是2个大气压，热水汀外表温度就是110C， 热水汀向室内空气散发热量，使室内温度上升，而蒸汽就在热水汀内冷凝成水， 如果向室内散发了 539大卡热量，热水汀内就冷凝下来1公斤水。按制冷角度来 讲，这整个过程就是煤燃烧的热量被水

7、吸收而沸腾，成为蒸汽，蒸汽带着吸收来 的热量来到热水汀，热水汀的外表向空气散发了热量，蒸汽失去热量后又从新冷 凝成蒸馏水，这水可通过设备回到锅炉继续使用。现在回到制冷的四大要件： 压缩机，与空气压缩机原理一样； 冷凝器，可以理解为热水汀或做酒业的蒸馏器锡锅； 蒸发器，可以理解为上面所讲的水壶或锅炉； 节流阀，可以理解为从楼上高位的热水汀到锅炉之间，加一只阀，开小一点，让蒸馏下来的水流进锅炉继续使用，不让热水汀中的水流光了使锅炉中的蒸汽反 冲回热水汀，这一点与我们制冷不同，因为整个系统是均压的，而制冷系统冷凝 局部是高压的，节流阀是控制制冷剂合理分配给蒸发器，让蒸发器处于正常的制 冷工作状态。在

8、电冰箱上制冷的四大要件是： 压缩机，藏在冰箱后面，圆头圆脑的家伙； 冷凝器，就是在冰箱后面的散热片； 蒸发器，在初期的单门冰箱中的冻结框，可以看得很清楚，拆开无霜冰箱的内 衬也能看到冷风机一样的翅片管； 节流阀，在冰箱后面有一段绕成螺旋状的细铜管， 那就是毛细管。冰箱的外壳 就相当与冷库外体。在制冷行业中，制冷剂可以是水、氨、F12、F22、F502、液氮等等。空调用溴化锂吸收式制冷机，就是以水作为制冷剂使用。电冰箱中使用的是F12，在大冷库的制冷系统中用的是液态氨不是氨水，液态氨的性质在氨的物理性能表上 可以查到，它在一个大气压下的蒸发温度是-C。 如果将液氨从常温的钢瓶中放 出，一出钢瓶它

9、立即变为一C的液氨因为外界是一个大气压，如果流到水泥 地上，水泥地的温度立刻使它沸腾，这是水泥地的热量传给了液氨，使液氨蒸发 成汽态氨，水泥地的局部也很快降到-30C左右，如果流到水泥地上的液氨正好 是一公斤，要使液氨全部蒸发光，他必需从水泥地上吸收326大卡热量，吸收多 少，蒸发多少，吸缺乏326大卡热量，就一定有液氨残留下来。如果将液氨放在 一个金属盆里，再将金属盆底接触水面，水的热量立刻传给液氨，液氨受热沸腾，水也很快结冰；如果将盆悬挂在空中，盆底周围的空气立即因热量传给了液氨而 失去热量而降温，降了温的空气在下降，周围热空气立即来补充，在盆下面可以 看到带着雾的冷空气在缓缓降下。这个盆

10、就是蒸发器。至于蒸馏器，有人看过，有人没看过，但是大家都看过茶缸盖凝结水的现象，或 者农村吊酒的锡锅，原理是一样的。缸盖里面是热腾腾的水蒸汽，缸盖外是冷空 气，水蒸汽通过缸盖将热量传递给了冷空气， 失去了一定热量的水蒸汽，在缸盖 里外表凝结成水，这就是冷凝器的原理，上面讲的热水汀也是同样原理。现在讲库房里的制冷进行过程：液态氨在蒸发器排管中如果处于 /CM2表压 力状态应该是0.03Mpa表压力，出于习惯的方便，还是用 Kg/CM2，它的沸 腾温度应该是28C ;而蒸发器外是18C的冷库，如果有高于18C的商品进 库，商品中的热量很快传给了空气， 使空气温度上升到比方15C, 15C的空 气又

11、将从商品中传来的热量传给了- 28C的液氨，液氨吸收了热量温度不会上 升，而是沸腾蒸发为气体氨蒸汽，这样空气来来回回的传送，商品中的热量 逐步减少，温度逐步降低，最后降到-18C，制冷就可以结束了，这是蒸发器的 工作任务，库内空气向蒸发器传递多少热量，蒸发器内的液氨就蒸发掉相应的重 量。当然除了商品中的热量外，还有外界气温中的热量通过围护结构传进来的热 量，开门时空气带进的热量，使库温不时的上升，所以需要定时开机降温。但是如果没有压缩机的参与，蒸发器的工作是不能持久的，因为液氨受热蒸发成ihulong com为氨蒸汽，氨蒸汽逐步挤占蒸发器的空间，蒸发器中的压力也就逐步升 升高，液氨的沸腾温度就

12、会上升，最后压力升到 1 Kg/CM2表压力时，温 升到一18C Kg/CM2表压力状态。这时候蒸发器中的压力叫蒸发压力， 蒸发器中 的液氨温度叫蒸发温度。压缩机抽出的氨蒸汽并不是排到大气中去的， 而是排到 冷凝器中，氨蒸汽被压缩到冷凝器后，冷凝器的压力会逐步升高，而后就是冷凝 器的任务了。我们知道氨蒸汽是带着冷库中的热量的， 氨蒸汽被压缩机从蒸发器 抽出，而后压缩到冷凝器中，那么压缩机就完成了输送热量的任务。现在氨蒸汽被聚集在冷凝器中带着大量冷库中的热量，压力不断升高，温度 也随着压力的升高而升高，比方说压力升高到表压力14 Kg/CM2，温度也就对应升到+ 39C，如果在冷凝器管外供应+

13、34C的冷却水，那冷凝器中的氨蒸汽就会 向水传送出热量，每向冷却水送出264大卡热量，冷凝器中就有一公斤重的氨蒸 汽凝结成液态氨，并让出原来氨蒸汽占领的大局部空间来。如果热量没有出路， 那冷凝器中的压力就继续升高，到冷凝器爆炸或跳平安阀为止。但是实际上压缩 机的排出温度，在表压力14公斤/平方公分时，不是+ 39E，而是+ 100C以上。 这是因为电动机带动压缩机的活塞对氨蒸汽进行压缩时做的功，转换成热量的缘故，也即热功当量，这可以在我们给自行车打气时，打气筒底部和皮管会发烫的 原理是一样的。压缩机对氨蒸汽做了 1KW的功，就对氨蒸汽附加了 860大卡的 热量，这一局部热量是显热，它加热了氨蒸

14、汽，使氨蒸汽温度上升，这种热量传 送给冷却水后，不会被冷却水冷凝成液氨，只会降低温度，只有当氨蒸汽温度降 到+ 39 E时，才进行真正的冷凝工作，在冷凝工作连续进行时，只要压力不变， 温度也不会改变。这时的温度叫冷凝温度，这时的压力叫冷凝压力。这就是冷凝 器的工作任务。冷凝器中冷凝下来的液氨，可以送到蒸发器中继续使用，但必需用节流阀进行控 制，要不冷凝器中的来不及冷凝的氨蒸汽会窜到蒸发器中， 那就乱套了。节流阀 必需调节到蒸发器中有确当的液氨补充，这就是节流阀的工作任务。总结一下：首先液态氨在蒸发器中吸收了制冷对象的热量，蒸发成氨蒸汽；氨蒸汽包含着吸收来的热量被压缩机抽送到冷凝器，并压缩成高压

15、、高温的氨蒸汽， 这时候氨蒸汽中又加进了电动机的热功当量所附加的热量；冷凝器中的氨蒸汽， 将热量传送给温度较低的冷却水，失去热量的氨蒸汽被冷凝成为液态氨；节流阀 将冷凝下来的液氨再有节制的补充给蒸发器， 使蒸发器能够连续地工作；整个工 作过程就是将低于一18C的制冷对象中的热量，强制送到+30多C的冷却水中去，使制冷对象失去热量，温度降到我们所需要的-18C；而冷却水吸收了热量 后，又通过水蒸汽的蒸发，将热量传送给了大气，或者说是风将热量吹走了。这 就是制冷全过程。现将几个重要概念说明一下：、热量只能从温度高的物体向温度低的物体传送，绝对不会从低温传向高温;二、氨的热力性能表是以绝对压力为标准

16、，压力表上所指示的压力表压力与 绝对压力，永远相差一个大气压，即绝对压力减去1 Kg/CM2，那g/CM2就忽略不计了，因为2.5级的压力表，本来就有2.5%的允许误差。三、在热量的传递过程中，空气的传热效果较慢较差，水的传热较快较多，所以 冷凝器大都用水来冷却。四、显热和潜热的问题，液氨在蒸发器中受热蒸发，由液相变为汽相，在整个蒸 发过程中，它的温度不变，这种使液相变为汽相的热量叫潜热； 在冷凝器中氨蒸 汽向冷却水放出热量而冷凝为液氨，这种由汽相变为液相而放出的热量同样叫潜 热。相变时的温度与压力相对应，在热量传递的相变的过程中温度是不会变化的， 压力也不会变化。而压缩机的热功当量参于的热量

17、，只能使氨蒸汽温度升高或降 低，而不能改变其压力的热量叫显热， 蒸发器出来的氨蒸汽，在回气管道中受外 界热量的参加而升温，到压缩机口已经升温510C了氟利昂系统升温较多， 这也是显热。五、关于闪发气体，上面讲到，液氨从钢瓶中一放到大气中，立即会降到-C,我们首先可观察到，液氨出瓶后立即沸腾，即使外界没有提供热量它也沸腾，为 什么？查氨的物理性能表，一公斤液氨，在一个大气压下的温度是-C，它的焓 值是83.57大卡；假设钢瓶中的液氨温度是+25C，对应的绝对压力是10 g/CM2,它的焓是147大卡，这里相差了 63.4大卡，这63.4大卡自身热量就使液氨沸 腾，蒸发掉63.4大卡热量后，它的物理性能就平衡了，这