证券从业资格考试 钱:冰箱的工作原理

首先你要明白制冷的原理，科学上叫做逆卡诺循环。

一种被称作冷媒的低沸点工质在制冷四大部件中循环。
四大部件分别为，压缩机，冷凝器，节流阀，蒸发器。

低压气态工质进入压缩机，经过压缩成为高温高压气体，这时工质沸点随压力升高也升高（就像水在海平面烧开时温度最高的性质一样)。高沸点的工质进入冷凝器开始液化，这时工质放出热量，变成液体。接下来在进入蒸发器前先经过节流阀，节流阀又使工质压力降低，压力降低的工质在蒸发器中又开始蒸发，这时工质吸收热量，又变为低压的气体。再进入压缩机，冷媒就这样一直循环下去。

通过以上冷媒的气化和液化的过程，热量从蒸发器被转移到了冷凝器。

冰箱蒸发器在冷冻室内，冷凝器在外面散热，热量从冷冻室内被转移到了冰箱的外表面。冷凝器也就是以前老冰箱在外面能看到的蛇形盘管，现在只是又加了一个铁板隔起来了，但是你还是可以用手感觉得到铁板上冷凝器散发出出的热量。

以单门电冰箱为例，我们先来了解一下它的主要结构和工作原理。电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。在制冷系统中，主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管节流器四部分，自成一个封闭的循环系统。其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方，其他部件安装在电冰箱的背面。系统里充灌了一种叫“氟里昂12（CF2Cl2，国际符号R12）”的物质作为制冷剂。R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。变成气态的R12被压缩机吸入，靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体，再排入冷凝器。在冷凝器中R12不断向周围空间放热，逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管，节流降压才能缓慢流入蒸发器，维持在蒸发器里继续不断地汽化，吸热降温。就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂R12的物态变化，把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出，如此周而复始不断地循环，以达到制冷目的，

电冰箱工作原理

世界上的物质有三态：气态、固态和液态，在一定条件下三态可以相互转化。液体由液态变为气态时，会吸收很多热量，简称为“液体汽化吸热”，电冰箱就是利用了液体汽化吸热来制冷的。
。它由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等部件组成。其动力来自压缩机，干燥过滤器用来过滤赃物和干燥水分，毛细管用来节流降压，热交换器为冷凝器和蒸发器。

制冷压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的气体制冷剂，经压缩后成为高温高压的过热蒸气，排入冷凝器中，向周围的空气散热成为高压过冷液体，高压过冷液体经干燥过滤器流入毛细管节流降压，成为低温低压液体状态，进入蒸发器中汽化，吸收周围被冷却物品的热量，使温度降低到所需值，汽化后的气体制冷剂又被压缩机吸入，至此，完成一个循环。压缩机冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性。

冰箱的工作原理
参考网站：
http://www.yesky.com/Fashion/73762936572608512/20010403/168200.shtml
一、 电冰箱致冷的原理和种类共有下列9种致冷的原理
(1) 压缩式电冰箱：
由电动机提供机械能，通过压缩机对致冷系统作功。
致冷系统利用低沸点的致冷剂(或称冷媒)，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。
优点：寿命长，使用方便，
目前世界上 91～95％ 的电冰箱属於这一类。
电冰箱致冷的原理和种类
(2) 吸收式电冰箱：
该种电冰箱利用热源，如煤气、煤油、电等作为动力。
利用氨－水－氢混合溶液在连续吸收－扩散过程中达到致冷的目的。
其缺点是效率低，降温慢。
现已逐渐被淘汰。

(3) 半导体电冰箱：
利用PN型半导体通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应(Peltier effect)的原理来实现致冷的电冰箱。
现许多电子电路和微型仪器常采用此方法散热。
(4) 化学冰箱：
利用某些化学物质溶解于水时，强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。
(5) 电磁振动式冰箱：
用电磁振动机作本动力来驱动压缩机的冰箱。其原 理、结构与压缩式电冰箱基本相同。

(6) 太阳能电冰箱：
利用太阳能作为制冷
能源的电冰箱。
(7) 绝热去磁制冷电冰箱
(8) 辐射致冷电冰箱
(9) 固体致冷电冰箱
二、压缩式冰箱的组成
压缩机
冷凝器-热交换管
乾燥筛检程式
毛细管-气体膨胀阀
蒸发器。
二、 压缩式冰箱的组成：
压缩机的功用：
用以补充能量，把蒸发器中低温低压的冷媒(Freon，氟利昂)经蒸汽压缩机被压缩成为高温高压的过热蒸汽，而后送入冷凝器中。
冷凝器的功用：
是把高温高压的蒸汽冷凝成为高压常温的液体，并放出大量的热量。
乾燥筛检器的功用：
吸收氟利昂中的水分，防止冰堵，并过滤制冷系统中的杂质，防止脏堵。
二、 压缩式冰箱的组成：
毛细管的功用：有两个功能，
其一是节流，控制制冷系统的氟利昂回圈量；
其二是降压，保证冷凝器中的压力满足冷凝压力，而蒸发器中的压力满足蒸发压力。
蒸发器：
是制冷系统制取冷量的地方，是液态氟利昂蒸发汽化为气体，吸收大量汽化热的场所。
Five basic parts of any refrigerator (or air-conditioning system)所有致冷机必需具备的五大基本单元
Compressor (压缩机)
Heat-exchanging pipes (热交换管) or Condensor (冷凝器) - serpentine or coiled set of pipes outside the unit
Expansion valve (膨胀阀)
Heat-exchanging pipes or evaporator (蒸发器)- serpentine or coiled set of pipes inside the unit
Refrigerant (冷媒) - liquid that evaporates inside the refrigerator to create the cold temperatures
Refrigerant (冷媒)
Many industrial installations use pure ammonia as the refrigerant.
许多致冷机常使用纯氨(阿莫尼亚)做为冷媒
Pure ammonia evaporates at -32oC
纯氨冷媒的蒸发温度在一大气压下为-32oC
Basic Mechanism of a Refrigerator Works致冷机运作的基本机制

Basic mechanism of a refrigerator works
The compressor compresses the refrigerant gas.
This raises the refrigerant's pressure and temperature (orange), so the heat-exchanging coils outside the refrigerator allow the refrigerant to dissipate the heat of pressurization.
As it cools, the refrigerant condenses into liquid form (purple) and flows through the expansion valve.
When it flows through the expansion valve, the liquid refrigerant is allowed to move from a high-pressure zone to a low-pressure zone, so it expands and evaporates (light blue). In evaporating, it absorbs heat, making it cold.
The coils inside the refrigerator allow the refrigerant to absorb heat, making the inside of the refrigerator cold. The cycle then repeats.
使用寿命
由於电冰箱是高档耐用品，故使用寿命是一项重要指标。
所以在设计时，从结构、选材、制造工艺等项，都对寿命做了周密的考虑。
根据发展形势、经济条件和生活水平出发，目前电冰箱的设计，应不低於15年。
国外电冰箱，由於新款式、新品种不断更新换代，在设计上，往往采用较短的使用期限。
市售电冰箱的小常识
1. 单门电冰箱、双门单温电冰箱和双门双温电冰箱的差异
单门电冰箱：只有一扇门的电冰箱，有一个蒸发器，其内可存放少量冷冻食品，是最早流行的一种冰箱，目前市场上已逐渐消失。
双门单温电冰箱：具有二扇门，但只有一个蒸发器的冰箱。内部结构与单门电冰箱相同，故也有人称之为“假双门”。
双门双温电冰箱：有两扇门、两个蒸发器的电冰箱，其中一个蒸发器安装在冷冻室内，具有四星级冷冻能力，另一个蒸发器安装在冷藏室内。目前流行此种电冰箱。
D.电冰箱上星级符号的意义
表示电冰箱冷冻部分储藏温度的级别
标记电冰箱冷冻室内温度的一种国际统一的标准。
每个星表示电冰箱冷冻室内储藏温度应能降-6℃的温差，且冷冻食物的储藏时间需达一周。
例：三星级电冰箱，表示电冰箱冷冻室内储藏温度应达到-18℃以下，并具有对一定量食品的速冻能力。
简单地讲，冷冻能力表示原在25℃的一定量瘦牛肉，经过24小时可冷冻至-18℃以下的特徵。
E.直冷式和间冷式电冰箱
电冰箱的冷却方法分“直冷式”与“间冷式” 两种。
直冷式电冰箱：
利用冰箱内空气自然对流的方式冷却食品的。
因为蒸发器常常安装在冰箱上部，
蒸发器周围的空气会与蒸发器产生热交换，空气把热量传递给蒸发器，蒸发器把冷量传递给空气。
空气吸收冷量后，温度下降，密度增大，向下运动。
冰箱内下部的空气要与被冷却食品产生热交换，食品把热量传递给空气；空气得到热量后，温度回升，密度减少，又上升到蒸发器周围，把热量传递给蒸发器。
冷热空气循环往复地自然对流，从而达到制冷目的。
间冷式电冰箱
间冷式电冰箱：
蒸发器常采用翅片管式，
放置在冷冻室与冷藏室之间的夹层中或箱内后上部。
利用一只小型风扇强迫箱内空气对流，以达到冷却的目的。
绝大多数的电冰箱是直冷式电冰箱，间冷式电冰箱的产量比较少。
无霜/有霜电冰箱
为什麼无霜强冷式电冰箱比有霜直冷式耗电量大？
有霜型是人工除霜，不需电热。
无霜型装有150W的电热器用以除霜，每天加热2～3次，每次 20～3O 分钟。
在两个容积相同的电冰箱中，无霜强冷式比有霜直冷式耗电量大，故无霜型耗电量大。
强冷式和直冷式冰箱的耗电量比较
强冷式装有风扇，强迫冷空气对流，使箱内降温。
直冷式则靠箱内冷空气自然对流。
经测试，同容积强冷式比直冷式耗电量多10％。
无氟“双绿色”冰箱
指冰箱的制冷剂和箱体保温发泡材料不使用会破坏环境的氟氯烃物质(氟利昂, Freon)
改用替代物，不再污染环境。
按国际惯例，这种电冰箱可以称之为“双绿色”，即减少氟利昂含量100％，
是一种完全符合国际环保要求的新型电冰箱。
为什麼还要推广无氟电冰箱？
有氟电冰箱的使用效果不错，为什麼还要推广无氟电冰箱？
科学家近年发现，制冷工业广泛使用以及会泄漏的氟利昂，造成大气臭氧层空洞性损害，导致超量紫外线会危害人类健康，如视力减弱、白内障、皮肤癌等患者增多，生态平衡受到破坏等等。
为此，1987年联合国组织各国签订的《蒙特利尔协议书》宣布氟利昂为受控物质，原本规定最迟2000年停止使用。随著日后氟利昂危害的日趋严重，国际社会决定将停用氟利昂的时间提前至1996年。
带著“冰凉”上路-车载冰箱
当驾车出游，一台好用的车载冰箱无疑是件不错的工具。介绍三类典型的车载冰箱：
冷触媒型
“冷触媒型”车载冰箱体类似保温旅行包
内置隔温材料，冰箱由冷触媒实现制冷。
在使用前，需要把冷触媒材料先放入家用冰箱冷冻10小时以上，然后才把冷触媒移置车载冰箱内。
依靠冷触媒吸收热量，实现制冷功能。
优点：冰箱重量较轻，便於携带，无需接电，价格便宜
缺点：准备工作复杂，制冷时效有限
冷藏型
 “冷藏型”车载冰箱使用塑胶外壳金属内胆，有隔热层，类似保温杯。
可以接12V车载电源，最低制冷温度为O℃。
优点：冷藏效果好。价格适中
缺点：制冷能力有限  
压缩机型
此种车载冰箱同样使用塑胶外壳内胆，但装备微型冰箱压缩机，因而是真正意义上的冰箱。
可以接12V车载电源，实现冷藏和冷冻。
① 优点：具真正冷藏、冷冻功能，使用方便
② 缺点：重量沉，不易携带，价格偏高

车载冰箱的原理和制造的技术品质不同，故价格的差异也非常大。
从低端的几百元，到高端的几千元不等。根据不同的需要，选择最适合的车载冰箱，才是最终选择的依据。

冰箱的运作原理：
电冰箱的运作基于两个物理学原理。首先，当物体由液态转变为气态时，液体的温度会停留在沸点，直至液体完全蒸发掉。在这个相变的过程中，物体要吸收一定的能量，这个能量就叫做「潜热」。另一方面，假如在高压的情况下，物体的沸点便会上升，本来气化了的物质也可能因此而变回液体，并且把潜热释放出来。

电冰箱有一条管道，一部分在冰箱内，一部分在冰箱外。管道里面有一种特别的物质，这种物质的沸点很低。管道的底部有一个泵，使物质不断地在管道里循环 (图一)。管道上面的部分有一个狭窄的小孔，减慢了外露管道之中物质的流速，当中的物质因而受到很大的压力。物质在这个范围沸点上升，由气体变成液体，把潜热释放出来。当物质通过小孔进入电冰箱的内部时，压力会减少了许多，沸点回复到先前较低的水平，物质便由液态转变为气态，并且会吸收电冰箱内的热能 (潜热)，使冰箱内的温度降低，达到了冷冻的效果。

另一方面，由于物质在电冰箱外面要把热能散发出去，所以便要涂上黑色，因为黑色的物质放出较多辐射，把热能散发。而且，管道周围也加上了许多面积大的金属片，目的也是为了方便散热。

冰箱属于制冷装置,所有制冷装置的原理都差不多,主要由四部分组成,即,蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀四部分组成。
在蒸发器内液态制冷剂气化吸热，从而达到降温的目的；但虽说制冷机吸收了热量，然其温度还很低，若要向外界温度较高的空气放热，需要用压缩机对其压缩，使其温度高与外界空气的温度后，才能进入冷却器内进行冷却，向外界放出热量，从冷凝器出来后，冷剂还是液态，但温度压力较高，不利于在蒸发器里的蒸发，所以要经过一个膨胀阀进行节流降压，便于蒸发，冷剂经过膨胀阀后继续循环，从而实现连续制冷。