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冷藏已成為商業和家庭食品管理中最重要的一部分。食品和其他一些產品的保存已經成為所有家庭和商業最重要的因素。為了節省食物，人們使用冰箱。冰箱通過降低食物的溫度來防止食物變質。它適用於製冷循環。本文將討論製冷、製冷循環的工作和製冷類型。
什麼是冰箱?
保持和達到低於大氣溫度的溫度來冷卻或保存食物或其他產品的過程被稱為製冷。換句話說，製冷是在許多家庭和工業應用中用於保存或冷卻葡萄樹、水果或蔬菜的人工冷卻。
什麼是製冷循環?
的製冷循環是一個熱力循環用來從你想冷卻的特定區域轉移熱量。製冷循環也被稱為熱泵循環．該循環適用於製冷係統、空調係統和熱泵。
熱泵是一種機械裝置，用於將熱量從低溫熱源傳遞到高溫熱源。
製冷循環工作
冰箱按製冷循環工作。製冷循環的工作原理如下:
- 吸
- 壓縮
- 冷凝
- 節流
- 蒸發
1)吸入過程:
首先，將製冷劑引入壓縮機的壓縮室。製冷劑以蒸汽狀態進入壓縮室。
2)絕熱壓縮(1比2):
壓縮機有一個活塞，在壓縮腔內上下移動。當製冷劑進入壓縮室時，進、出口閥門關閉，活塞對製冷劑進行壓縮。
由於壓縮過程，蒸汽製冷劑的溫度從T1上升到T2，壓力從P1上升到P2。上述圖的第1至2行表示這個過程。
壓縮完成後，壓縮後的製冷劑進入冷凝器。
3)冷凝過程(2 ~ 3):
第2至3行表示冷凝過程。當壓縮後的製冷劑進入冷凝器時，冷凝器將壓縮後的蒸汽製冷劑進行恒壓冷凝。
在冷凝過程中，被壓縮的製冷劑將其熱量轉移到熱的儲熱器中。由於這種傳熱過程，蒸汽製冷劑轉變成液體狀態。在此過程中，製冷劑的焓和體積減小。然而，製冷劑的壓力在整個過程中保持不變。這一過程結束後，液態製冷劑進入節流閥進行進一步處理。
4)節流過程(3 ~ 4):
經過冷凝過程後，液態製冷劑推入節流閥。當製冷劑進入這個閥門時，它膨脹;因此，液體製冷劑的壓力和溫度降低(如上圖所示)。但是，製冷劑的體積和焓會增加。
這一過程結束後，液體製冷劑仍保持液體狀態;因此，我們需要通過它從蒸發器把液體轉化為蒸汽狀態。
5)蒸發過程(4比1):
上麵給出的製冷循環PV圖和TS圖的第4到第1行表示這個過程。
蒸發器與冷庫連接。當低壓低溫液態製冷劑進入蒸發器時，製冷劑從冷庫中吸收熱量，並將其轉化為蒸汽狀態。在此過程中，製冷劑的體積和焓增加，但其壓力和溫度保持不變。
在這個蒸發過程之後，蒸汽製冷劑再次轉移到壓縮機，整個循環重複。
製冷循環的種類
製冷循環主要有以下幾種:
- 斯特林循環
- 逆卡諾循環
- 蒸汽壓縮循環
- 蒸汽吸收式循環
- 氣體循環
1)蒸氣壓縮循環
最大熱泵、冷卻係統、空調係統和製冷係統使用蒸汽壓縮循環。蒸汽壓縮循環使用兩個熱交換器:
- 一種是高溫冷凝器，在高溫時放出熱量。
- 另一種熱交換器是蒸發器，它在低溫下吸收熱量。
對於在冷卻和加熱模式下工作的應用，使用換向閥來調節這些熱交換的操作。
當蒸汽壓縮循環開始工作時，低溫低壓的蒸汽製冷劑被引入壓縮機。
壓縮機提高壓力和溫度，將蒸汽製冷劑轉化為高壓高溫過熱氣體。然後，這種高溫過熱氣體流入冷凝器。
冷凝器將氣體的熱量釋放到大氣中，將其冷凝，並將其轉化為液體製冷劑。
冷凝完成後，液態製冷劑進入膨脹閥。這種膨脹閥會迅速降低壓力，從而導致液體製冷劑的溫度突然下降。
然後，液體和低壓蒸汽的冷混合物通過蒸發器。蒸發器將混合物充分蒸發，吸收來自環境的熱量，然後作為低溫低壓氣體返回到壓縮機進行循環。
這種類型的製冷循環用於蒸汽壓縮製冷係統，目前用於一般的冷凍。蒸汽壓縮循環用於所有工業應用，從小型家用冰箱到大型空調。
2)蒸氣吸收循環
蒸氣吸收循環的工作原理與蒸氣壓縮循環幾乎相同，但吸收循環增加了製冷劑的蒸氣壓。吸收係統使用發電機和吸收器代替壓縮機。
吸收器將蒸汽製冷劑溶解在相應的液體(稀溶液)中，使稀溶液變成濃溶液。這個過程結束後，用一個泵將濃縮溶液從吸收塔輸送到發電機。
當濃縮溶液進入發生器時，發生器增加了溶液的壓力和溫度。經過這一過程後，製冷劑蒸氣從濃縮溶液中提取出來。
由於製冷劑蒸氣的去除，濃縮溶液再次轉變為稀溶液狀態，液體泵將製冷劑蒸氣泵回吸收塔。
液體泵需要做一些功，但在給定製冷劑量的蒸汽壓縮循環中，它們做的功比壓縮機少得多。但是，吸收係統的發電機需要一個能量來源，消耗熱能。
吸收式冰箱使用吸收劑和製冷劑的最佳組合。其中一個完美的組合是水(吸收劑)和氨(製冷劑)，以及溴化鋰(吸收劑)和水(製冷劑)。
你可以使用可再生能源(如太陽能、生物質能和廢熱回收)或化石能源(如天然氣、石油、煤等)為吸收係統提供動力。
蒸汽吸收係統的優點
- 它不需要壓縮機或任何其他往複式組件。
- 吸收式製冷係統使用壽命長
- 操作簡單。
- 噪音很低。
蒸汽吸收係統的缺點
- 它的COP很低
- 這個係統體積很大。
- 這個係統的水泵成本很高。
- 需要很長時間才能產生製冷效果。
3)氣體循環
氣體製冷循環是以氣體為工質的熱力學循環，這種氣體製冷劑即使在膨脹和壓縮過程中也不改變其狀態。這個循環沒有蒸發和凝結階段。
在某些極端溫度下，氣體循環的效率低於蒸汽壓縮循環的效率。這是因為蒸汽壓縮循環工作在朗肯循環，而氣體循環運行在反布雷頓循環的基礎上。因此，工作介質在恒定溫度下不吸收或釋放熱量。
4)斯特林循環
斯特林熱機可以向相反的方向行駛。它利用機械能將熱量傳遞向相反的方向移動(即，熱泵或冷卻器)。
您可以為這種類型的設備創建不同的布局配置。其中一些配置需要滑動或旋轉密封，在製冷劑泄漏和摩擦損失之間產生複雜的權衡。
5)逆卡諾循環
這是一個可逆的循環。卡諾循環有四個過程(兩個等熵和兩個等溫)，它們也可以反向進行。當卡諾循環開始向相反的方向工作時，它被稱為反向卡諾循環。
在反向卡諾循環中工作的熱泵或冰箱被稱為卡諾熱泵或卡諾冰箱。
反向熱機利用外部熱源將熱量從低溫體轉移到高溫體。
的組件製冷
製冷主要有以下幾個部分:
1)壓縮機
的壓縮機是製冷循環中最重要的部分。它用來增加氣體的溫度和壓力。在壓縮過程之前，製冷劑的壓力和溫度較低。
製冷劑進入壓縮機後，壓縮機對製冷劑進行壓縮，將其轉化為高壓高溫氣體。
不同的類型的壓縮機用於製冷劑中。以下是最常見的壓縮機類型:
2)冷凝器
冷凝器是熱交換器的一種。當壓縮後的製冷劑進入冷凝器時，從壓縮後的製冷劑中去除熱量，完全轉化為飽和液態製冷劑。
在此過程中，製冷劑的溫度降低，但製冷劑的壓力仍然很高。
冷凝完成後，冷凝後的製冷劑進入膨脹閥。
3)膨脹閥
當冷凝或飽和的液態製冷劑進入膨脹閥時，它會膨脹。當飽和液體製冷劑膨脹時，其壓力和溫度降低。在這個過程中，製冷劑的溫度與周圍的溫度相等。
膨脹過程結束後，製冷劑進入蒸發器。
4)蒸發器
蒸發器用於將液體製冷劑轉化為蒸汽製冷劑。蒸發器與冷庫連接。當液態製冷劑進入蒸發器時，它被冷庫吸收熱量，製冷劑從液態轉移到蒸氣態。
當製冷劑轉化為蒸汽狀態時，它會轉移到壓縮機，整個循環重複。
製冷係統的優缺點
空氣製冷係統的優點
- 這種製冷使用空氣作為製冷劑，空氣在大氣中總是可用的。
- 製冷劑(空氣)沒有成本，很容易獲得。
- 這種冰箱的設計和構造非常簡單。
- 空氣無腐蝕性、不易燃、無毒。
- 管路中不存在製冷劑泄漏引起火災的危險。
- 這種製冷劑也可用冷空氣作為製冷劑。
製冷係統的缺點
- 這種製冷係統的運行成本很高。”
- 空氣製冷劑氧飽和度低。比其他類型的製冷劑。
- 空氣製冷係統比其他製冷劑使用更多的製冷劑。
- 這個係統的部件又大又笨重。
製冷係統的應用
- 中央空調
- 外科和醫療輔助設備
- 冷凍食品
- 金屬製造
- 化學工業公司
- 工業空調
- 食品運輸
- 冰使
熱泵與製冷循環的區別
| 熱泵 | 冰箱 |
|---|---|
| 熱泵將熱量從源(即高溫區)轉移到彙(即低溫區)。 | 冰箱將熱量從低溫區轉移到高溫區。冰箱也被稱為反向熱泵。 |
| 熱泵在加熱循環中工作。 | 冰箱按冷卻循環工作。 |
| 它用來溫暖房間或建築。 | 它用來冷卻房間或建築物。 |
| 蒸發器安裝在要加熱的房間外麵。 | 蒸發器安裝在室內。 |
| 在熱泵中，冷凝器安裝在室內。 | 在冰箱中，冷凝器安裝在室外。 |
FAQ部分
冷藏的四個步驟是什麼?
製冷有以下四個步驟:
- 壓縮
- 擴張
- 冷凝
- 蒸發
冷藏的四個階段是什麼?
製冷有以下四個階段:
- 壓縮
- 擴張
- 冷凝
- 蒸發
什麼是製冷過程?
從一個特定的區域、點或物質中消除無用熱量並將其轉移到另一個區域、點、物質或大氣中的過程稱為製冷過程。
製冷循環的類型有哪些?
製冷循環的主要類型如下:
- 氣體循環
- 蒸汽吸收式循環
- 蒸汽壓縮循環
誰發明了製冷?
n1755，蘇格蘭教授威廉·卡倫發明了第一台人工冰箱。
在製冷循環中，製冷劑的流量由?
用於控製製冷劑流量的膨脹閥或節流閥。
製冷的四個主要組成部分是什麼?
- 壓縮機
- 冷凝器
- 膨脹閥
- 蒸發器