机械制冷的原理

　　现在回到制冷的四大要件：

　　①压缩机，与空气压缩机原理一样;

　　②冷凝器，可以理解为热水汀或做酒业的蒸馏器(锡锅);

　　③蒸发器，可以理解为上面所讲的水壶或锅炉;

　　④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，而制冷系统冷凝部分是高压的，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。

　　在电冰箱上制冷的四大要件是：

　　①压缩机，藏在冰箱后面，圆头圆脑的家伙;

　　②冷凝器，就是在冰箱后面的散热片;

　　③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;

　　④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-33.3℃。如果将液氨从常温的钢瓶中放出，一出钢瓶它立即变为-33.3℃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-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，吸不足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，在缸盖里表面凝结成水，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0.3Kg/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-28℃;而蒸发器外是-18℃的冷库，如果有高于-18℃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如-15℃，-15℃的空气又将从商品中传来的热量传给了-28℃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-18℃，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高，压力升高，液氨的沸腾温度就会上升，最后压力升到1Kg/CM2表压力时，温度也上升到-18℃左右，液氨与冷库的温度相同，由于温度平衡，热量就无法向液氨传递了，制冷也就停止了。压缩机的任务就是要把蒸发器中产生的氨蒸汽抽走，使蒸发器中的压力一直保持在我们生产需要的0.3Kg/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，比如说压力升高到表压力14Kg/CM2，温度也就对应升到+39℃，如果在冷凝器管外供给+34℃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部分空间来。如果热量没有出路，那冷凝器中的压力就继续升高，到冷凝器爆炸或跳安全阀为止。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+39℃，而是+100℃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，这一部分热量是显热，它加热了氨蒸汽，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℃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。