標準型環(huán)境試驗設備壓縮機制冷工作原理解析

zui簡單的制冷由四大要件組成：①壓縮機；②冷凝器；③節(jié)流閥；④蒸發(fā)器；

 
制冷的四大要件作用： 
①壓縮機，與空氣壓縮機原理一樣； 
②冷凝器，可以理解為熱水汀或做酒業(yè)的蒸餾器（錫鍋）； 
③蒸發(fā)器，可以理解為上面所講的水壺或鍋爐； 
④節(jié)流閥，可以理解為從樓上高位的熱水汀到鍋爐之間，加一只閥，開小一點，讓蒸餾下來的水流進鍋爐繼續(xù)使用，不讓熱水汀中的水流光了使鍋爐中的蒸汽反沖回熱水汀，這一點與我們制冷不同，因為整個系統(tǒng)是均壓的，而制冷系統(tǒng)冷凝部分是高壓的，節(jié)流閥是控制制冷劑合理分配給蒸發(fā)器，讓蒸發(fā)器處于正常的制冷工作狀態(tài)。 
在電冰箱上制冷的四大要件是： 
①壓縮機，藏在冰箱后面，圓頭圓腦的家伙； 
②冷凝器，就是在冰箱后面的散熱片； 
③蒸發(fā)器，在初期的單門冰箱中的凍結框，可以看得很清楚，拆開無霜冰箱的內襯也能看到冷風機一樣的翅片管； 
④節(jié)流閥，在冰箱后面有一段繞成螺旋狀的細銅管，那就是毛細管。冰箱的外殼就相當與冷庫外體。 
在制冷行業(yè)中，制冷劑可以是水、氨、F12、F22、F502、液氮等等。空調用溴化鋰吸收式制冷機，就是以水作為制冷劑使用。電冰箱中使用的是F12，在大冷庫的制冷系統(tǒng)中用的是液態(tài)氨（不是氨水），液態(tài)氨的性質在氨的物理性能表上可以查到，它在一個大氣壓下的蒸發(fā)溫度是－33.3℃。如果將液氨從常溫的鋼瓶中放出，一出鋼瓶它立即變?yōu)椋?3.3℃的液氨（因為外界是一個大氣壓），如果流到水泥地上，水泥地的溫度立刻使它沸騰，這是水泥地的熱量傳給了液氨，使液氨蒸發(fā)成汽態(tài)氨，水泥地的局部也很快降到－30℃左右，如果流到水泥地上的液氨正好是一公斤，要使液氨全部蒸發(fā)光，他必需從水泥地上吸收326大卡熱量，吸收多少，蒸發(fā)多少，吸不足326大卡熱量，就一定有液氨殘留下來。如果將液氨放在一個金屬盆里，再將金屬盆底接觸水面，水的熱量立刻傳給液氨，液氨受熱沸騰，水也很快結冰；如果將盆懸掛在空中，盆底周圍的空氣立即因熱量傳給了液氨而失去熱量而降溫，降了溫的空氣在下降，周圍熱空氣立即來補充，在盆下面可以看到帶著霧的冷空氣在緩緩降下。這個盆就是‘蒸發(fā)器’。至于蒸餾器，有人看過，有人沒看過，但是大家都看過茶缸蓋凝結水的現(xiàn)象，或者農村吊酒的錫鍋，原理是一樣的。缸蓋里面是熱騰騰的水蒸汽，缸蓋外是冷空氣，水蒸汽通過缸蓋將熱量傳遞給了冷空氣，失去了一定熱量的水蒸汽，在缸蓋里表面凝結成水，這就是冷凝器的原理，上面講的熱水汀也是同樣原理?，F(xiàn)在講庫房里的制冷進行過程：液態(tài)氨在蒸發(fā)器（排管）中如果處于0.3Kg/CM2表壓力狀態(tài)（應該是0.03Mpa表壓力，出于習慣的方便，還是用Kg/CM2），它的沸騰溫度應該是－28℃；而蒸發(fā)器外是－18℃的冷庫，如果有高于－18℃的商品進庫，商品中的熱量很快傳給了空氣，使空氣溫度上升到比如－15℃，－15℃的空氣又將從商品中傳來的熱量傳給了－28℃的液氨，液氨吸收了熱量溫度不會上升，而是沸騰蒸發(fā)為氣體（氨蒸汽），這樣空氣來來回回的傳送，商品中的熱量逐步減少，溫度逐步降低，zui后降到－18℃，制冷就可以結束了，這是蒸發(fā)器的工作任務，庫內 
空氣向蒸發(fā)器傳遞多少熱量，蒸發(fā)器內的液氨就蒸發(fā)掉相應的重量。當然除了商品中的熱量外，還有外界氣溫中的熱量通過圍護結構傳進來的熱量，開門時空氣帶進的熱量，使庫溫不時的上升，所以需要定時開機降溫。

但是如果沒有壓縮機的參與，蒸發(fā)器的工作是不能持久的，因為液氨受熱蒸發(fā)成為氨蒸汽，氨蒸汽逐步擠占蒸發(fā)器的空間，蒸發(fā)器中的壓力也就逐步升高，壓力升高，液氨的沸騰溫度就會上升，zui后壓力升到1Kg/CM2表壓力時，溫度也上升到－18℃左右，液氨與冷庫的溫度相同，由于溫度平衡，熱量就無法向液氨傳遞了，制冷也就停止了。壓縮機的任務就是要把蒸發(fā)器中產生的氨蒸汽抽走，使蒸發(fā)器中的壓力一直保持在我們生產需要的0.3Kg/CM2表壓力狀態(tài)。這時候蒸發(fā)器中的壓力叫蒸發(fā)壓力，蒸發(fā)器中的液氨溫度叫蒸發(fā)溫度。壓縮機抽出的氨蒸汽并不是排到大氣中去的，而是排到冷凝器中，氨蒸汽被壓縮到冷凝器后，冷凝器的壓力會逐步升高，而后就是冷凝器的任務了。我們知道氨蒸汽是帶著冷庫中的熱量的，氨蒸汽被壓縮機從蒸發(fā)器抽出，而后壓縮到冷凝器中，那么壓縮機就完成了輸送熱量的任務。現(xiàn)在氨蒸汽被聚集在冷凝器中（帶著大量冷庫中的熱量），壓力不斷升高，溫度也隨著壓力的升高而升高，比如說壓力升高到表壓力14Kg/CM2，溫度也就對應升到＋39℃，如果在冷凝器管外供給＋34℃的冷卻水，那冷凝器中的氨蒸汽就會向水傳送出熱量，每向冷卻水送出264大卡熱量，冷凝器中就有一公斤重的氨蒸汽凝結成液態(tài)氨，并讓出原來氨蒸汽占領的大部分空間來。如果熱量沒有出路，那冷凝器中的壓力就繼續(xù)升高，到冷凝器爆炸或跳安全閥為止。但是實際上壓縮機的排出溫度，在表壓力14公斤/平方公分時，不是＋39℃，而是＋100℃以上。這是因為電動機帶動壓縮機的活塞對氨蒸汽進行壓縮時做的功，轉換成熱量的緣故，也即熱功當量，這可以在我們給自行車打氣時，打氣筒底部和皮管會發(fā)燙的原理是一樣的。壓縮機對氨蒸汽做了1KW的功，就對氨蒸汽附加了860大卡的熱量，這一部分熱量是顯熱，它加熱了氨蒸汽，使氨蒸汽溫度上升，這種熱量傳送給冷卻水后，不會被冷卻水冷凝成液氨，只會降低溫度，只有當氨蒸汽溫度降到＋39℃時，才進行真正的冷凝工作，在冷凝工作連續(xù)進行時，只要壓力不變，溫度也不會改變。這時的溫度叫冷凝溫度，這時的壓力叫冷凝壓力。這就是冷凝器的工作任務。冷凝器中冷凝下來的液氨，可以送到蒸發(fā)器中繼續(xù)使用，但必需用節(jié)流閥進行控制，要不冷凝器中的來不及冷凝的氨蒸汽會竄到蒸發(fā)器中，那就亂套了。節(jié)流閥必需調節(jié)到蒸發(fā)器中有確當?shù)囊喊毖a充，這就是節(jié)流閥的工作任務。

總結一下：首先液態(tài)氨在蒸發(fā)器中吸收了制冷對象的熱量，蒸發(fā)成氨蒸汽；氨蒸汽包含著吸收來的熱量被壓縮機抽送到冷凝器，并壓縮成高壓、高溫的氨蒸汽，這時候氨蒸汽中又加進了電動機的熱功當量所附加的熱量；冷凝器中的氨蒸汽，將熱量傳送給溫度較低的冷卻水，失去熱量的氨蒸汽被冷凝成為液態(tài)氨；節(jié)流閥將冷凝下來的液氨再有節(jié)制的補充給蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器能夠連續(xù)地工作；整個工作過程就是將低于－18℃的制冷對象中的熱量，強制送到＋30多℃的冷卻水中去，使制冷對象失去熱量，溫度降到我們所需要的－18℃；而冷卻水吸收了熱量后，又通過水蒸汽的蒸發(fā)，將熱量傳送給了大氣，或者說是風將熱量吹走