冰箱空调制冷基本原理.docVIP

冰箱工作原理 我们知道任何物质在液化后都要放出热量，在气化时都要吸收热量，这是最普遍的物理现象。空调冰箱就是利用了这个道理，将制冷剂液化放出热量，然后再让他蒸发吸收热量。因此空调就有了室外机，目的是散热和其它主要功能，冰箱则散热器在冰箱外部。 作为制冷剂的物质通常常温下为气体，便于蒸发，而且不能太低，否则压缩时液化不容易还要要求无毒，无异味儿。常见的制冷剂为氨、氟里昂。 氟里昂实际上就是卤代烷，常见的是卤代甲烷。例如一氟三氯甲烷、三氟一氯甲烷、二氟二氯甲烷等等。也就是甲烷的分子中的氢原子被氯和氟原子所取代，你可以自己组合出不同的物质。当然了，这种卤代烷一定要有氯原子和氟原子存在，不能全是氯也不能全是氟，而且烷烃中的氢原子全部被取代。倒不是说不存在这种物质，而是满足不了作为制冷剂的要求，例如四氯甲烷，常温下为液体，也就是四氯化碳，不能做制冷剂的。但是四氯化碳中的一个氯被氟取代，就可以做制冷剂。 制冷的过程是这样的： 首先压缩机将蒸发器来的气体制冷剂进行压缩，由于室温低于制冷剂的临界温度，当达到所需的压力后液化，液化时放出大量的热，这些热量通过散热管、散热片散发到空气中，也就是冰箱后面的散热管、空调室外机的风扇吹着的散热片。 提高压放出热量力，强制冷却，使制冷剂从气体转化为液体而放热。 液化后的制冷剂散热后，温度降低到接近室温，经过缓冲器后再通过毛细管进入蒸发器，毛细管很细，流着的是液体，到了蒸发器，空间突然增大，压力低，不得不气化了，于是上演了气化吸热的一幕。蒸发器后面就是压缩机，压缩机会及时地抽取气体，制冷剂在蒸发器蒸发后变成了气体，再到压缩机压缩，结果又放出热量变成了液体，成为一个循环。 高压的液体通过小孔，迅速膨胀降压、气化而吸热。 对于冰箱，蒸发器就是冷冻室周围的金属和部分，对于空调就是室内机里面的金属管和外面的吸热片，和冰箱不同的是，空调蒸发器温度不是低吗，用风扇吹他，于是空调就吹出了冷风。冰箱同志则住在密封箱里，由于蒸发器不断地吸热，使得这里面温度很低，低到零下十几度。那温度是怎么控制的？冰箱和空调温度控制都是通过启停压缩机来实现的。压缩机总在那里干活儿就冷，反之就不制冷。 控制温度的部分叫温控器，冰箱的比较简单，有机械的，也有电子的，空调基本上都是电子的。机械的相对比较简单，就是一个密封管，里面装有膨胀系数大的液体或气体，当温度升高时，膨胀，推动开关，使冰箱供电导致压缩机启动。 电子的也很简单，一般是一个热电阻温度计或热电偶温度计或者半导体温度计(所谓的温度计实际上是传感器)，温度变化导致传感器参数变化，通过电子电路实现对压缩机供电电路的开关。电子温控有好处，便于实现遥控、定时、等等。 制冷剂氟里昂可以破坏大气中的臭氧层。我们知道，大气分为对流层、平流层、暖层、电离层等，其中在大气层的10公里到50公里高度的区域(平流层)臭氧有相当的浓度，是臭氧富集区，臭氧是氧气的一种同素异形体，一个分子中有三个氧原子(氧气是两个)，臭氧可以吸收太阳光中的紫外线，使得紫外线转变为热能，氧气也可以在紫外线的作用下转变为臭氧。单独的氧气在紫外线的照射下是不能把紫外线转化为热能的，而是直接透过。只有在臭氧存在下，才会出现臭氧在紫外线照射下转换为氧气，氧气再在紫外线照射下转换为臭氧，实际上是一种化学平衡。 在氟里昂存在的情况下，臭氧分子将会被破坏变成氧气分子，在这个过程中，氟里昂并不发生变化，起到催化剂的作用。也就是说，氟里昂破坏了臭氧分子后自己并不被消耗掉，氟里昂自然降解过程十分缓慢，因此大气中氟里昂的浓度增加自然而然会把臭氧破坏干净。自然界的臭氧的产生一般是通过空气放电也就是闪电过程中有氧气转变而来的，在自然环境下，臭氧的产生和消耗是平衡的，但人类制造了氟里昂，就会破坏这种平衡。 臭氧被破坏了，太阳光中波长小于290纳米的紫外线就会对生物造成极大的影响。