电冰箱制冷原理

1、电冰箱制冷原理电冰箱既美观又实用（它能为我们提供一个低温的小空间（一般 冷冻室温度在-6?,-30?（根据星级的不同），冷藏室温度在-1,12?，箱 内外温差约在10?,60?（南北方有差别）（根据热学知识，放入电冰箱内的食品降温就要放出热量+（要冷藏 保+放出由q=cmAt决定的热量（注:这里的c是物质在冰点以上的比 热）（要冷冻在冰点以下，还要放出q=Am , q=cmAt的热量（这里的c 是物质在冰点以下的比热）（除此之外，还有50,的热量从箱体传入箱 内，使箱内温度升高（这些热量是被电冰箱吸收了吗，还是它有致冷剂 的作用呢，这些都不是，它是把热量从低温的箱内传给了高温的箱外 空间（这不

2、是违背了热量由高温物体向低温物体传递的自然规律了吗, 根据热力学第二定律:热量不能自动地由低温的物体传向高温物体， 但是，热量可以有条件地由低温的物体传向高温的物体，这个条件就 是要消耗外功（电冰箱是靠它的制冷系统来实现的（电冰箱的制冷方 式有三种:机械压缩式、吸收扩散式和热电式（压缩式最常见，它是压 缩机消耗电能而做了功，实现了热量由低温物体向高温物体的转移 （下面我们分析一下压缩式电冰箱工作过程，来看一看热量在各处是 怎样转移的（附图为压缩式电冰箱制冷系统原理图（它主要由压缩机、冷凝器、 干燥过滤器、毛细管、蒸发器等组成（各部件以管道联接而成一个封 闭系统（除用来吸热的蒸发器安装在箱体内部

3、的上方外（此处温度最 低为冷冻室），其它部件均安装在箱体外部，便于散热和维修（系统内 充注一定量（120g左右）的制冷剂作为传热的媒质一一工质（家用压缩 式电冰箱的制冷剂现多为氟里昂r12（压缩面压缩制冷剂r12在管道里 循环，在流经各器件时进行不同的相态变化而达到热量从低温移向高 温的制冷作用，下面按图示分段说明：ab段为制冷剂的压缩过程（压缩机将来自蒸发器的低温低压的 氟制冷剂蒸气吸入，并压缩成高温高压蒸气，其压力由p0升至pk（大 约10个大气压），这时压缩机温度接近高温制冷剂蒸气的温度（大约60?左右）（它将以热辐射、传导，并使空气对流的形式向外传递热量 （因为热辐射在其温室高于绝对零

4、度（-273?）时任何物体都可进行，且 温度越高，辐射越强，它是电冰箱外露部分温度最高处（bc段为制冷剂的等压冷却过程（这一过程是在冷凝器的前半部 分进行的，制冷剂在这一变化过程中将显热（物体在吸收或放出热量 后，只有温度发生变化;而物体状态不变，把这吸收或放出的热量称 为显热）放出（冷凝器里制冷剂蒸气温度在50,60?，温度比周围环境空 气要高，所以在冷凝器和周围环境空气间能自发地进行热交换，热量 被周围环境空气吸收，制冷剂的热量被带走而被冷却成饱和蒸气（装在封闭容器中的液体因吸收外界热量而部分蒸发， 达到稳定状态时，液面上的蒸气称为饱和蒸气）（cd段为制冷剂的等温等压冷却过程（这一过程是在

5、冷凝器的后 半部分进行，制冷剂放出冷凝潜热（物体在吸收或放出热量后，并无 温度的l降，只有物体的状态改变，则所吸收或放出的热量称为潜热 （一般潜热较比热大，电冰箱的制冷系统就是利用氟制冷剂在蒸发器 中蒸发吸收周围大量的热，在冷凝器中冷凝，放出制冷剂的热，作为 潜热，使蒸发器所在的周围空间获得低温）而被冷却成为常温高压液 体（这里的常温是指冷凝器外周围空气的温度由公式q=cmAt 因 c、 m为定值，所以q?At，即温差越大，放热越多（但冷凝器中制冷剂的 温度只能为50,60?，如果能使周围环境温度降低就可使&增大，所 以电冰箱应尽量安放在温度低处使用，一般规定电冰箱应避免阳光直 接照射和远离热

6、源（de段为制冷剂的过冷过程（在液态制冷剂通过毛细管时，因与 温度较低的回气管进行热交换（毛细管一般缠绕在回气管上）而得到 进一步冷却，使其成为“过冷”液体（液体的压力一定，温度低于该压力 相对应的饱和温度时称为过冷液体）（过冷能使制冷剂中残余蒸气充 分液化（ef段为过冷制冷剂的减压膨胀过程（过冷的液体制冷剂从毛细 管喷射进入蒸发器时，减压膨胀，制冷剂压力从pk降至p0（约为0.5 个标准大气压）（物理学告诉我们，影响汽化的条件是压强（即本文所说 的压力，工业常用此表达压强）和温度（温度越高，越利于汽化;压力越 低，蒸发越快（现在压力由很高（约10个大气压）一下降到很低，使得 制冷剂的沸点也随

7、之降低，所以此时制冷剂立即由液态变气态，吸收 大量的热（r12沸点为在1个大气压下-29.8?），这些热量来自蒸发器 周围的空间和存放的物品中，至使蒸发器周围温度很低（接近-29.8?）（f-g段为制冷剂的等温等压吸热过程（剩余的液态制冷剂在蒸发 器的后半段吸收冷却物质的热量而蒸发，成为饱和蒸气，制冷剂吸收 的热量就是维持它蒸发用的潜热，正是在蒸发器的这一过程实现了对 电冰箱的箱内空间和存放物品的制冷作用（g-a段为气态制冷剂的等压过热过程（饱和的制冷剂蒸气从蒸发 器出来后，经位于箱体外表面的回气管受到热作用，使其温度高于饱 和温度而成为过热蒸气（这时的低温远远高于制冷剂的沸点，使制冷 剂残存

8、的液体充分汽化，可避免冲缸故障（经过上述过程，制冷剂在系统中完成了一个制冷循环，如此不断 重复，就可以对箱内空间实现制冷的目的（通过上述分析可看到:每一过程都伴随着热量的交换，这里主要 为一吸一放“一吸”在箱内进行，这时的热源是箱内的食品或物品， 它们将热量直接辐射给蒸发器，或者是经空气传导、对流给蒸发器， 而蒸发器又经传导、对流的形式传给制冷剂，这一过程是自发进行的， 吸热后的制冷剂在压缩机的压缩下循环至箱外（“一放”在箱外进行，冷 凝器温度高于周围环境空气的温度，热源，经过传导将热量传给冷凝器上的散热元件，又经辐射、对 流将热量传给周围的空气，完成放热过程（一般为了加大散热效果，特意加大了