制冷機(jī)組究竟是如何實(shí)現(xiàn)制冷的

最簡(jiǎn)單的制冷由四大要件組成：①壓縮機(jī)；②冷凝器；③節(jié)流閥；④蒸發(fā)器；我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾姳?，正好由這四要件加上箱體組成，箱體就好像冷庫(kù)。不過(guò)電冰箱上的③節(jié)流閥在技術(shù)上由相同作用的毛細(xì)管替代。首先講講什么叫制冷。制冷兩字只能說(shuō)是技術(shù)上的術(shù)語(yǔ)，嚴(yán)格講是錯(cuò)誤的，世界上沒(méi)有那國(guó)的科學(xué)家能制造出“冷”來(lái)。那到底什么是冷，先舉例說(shuō)明：在寒冬臘月，氣溫降到－5℃，我們說(shuō)今天天氣真冷，可東北人說(shuō)不冷；在大伏天，氣溫在＋32℃時(shí)，我們會(huì)說(shuō)不算熱，但氣溫突然降到＋25℃，我們會(huì)說(shuō)太冷了；這冷是隨著人的常識(shí)來(lái)定的，在物理學(xué)中沒(méi)有冷的定義。在工程中冷是跟著生產(chǎn)需要而定的。如老總問(wèn)，冷庫(kù)打冷了嗎？你說(shuō)打冷了，這個(gè)冷是指－18℃；老總問(wèn)，水果庫(kù)溫度穩(wěn)定嗎？你說(shuō)很穩(wěn)定，這回答的含義是水果庫(kù)溫度穩(wěn)定在±0℃了，這是我們這個(gè)行業(yè)對(duì)冷的定義。但是我們還是把這種利用機(jī)械設(shè)備把降溫對(duì)象降到所需溫度的方法叫制冷，這就是術(shù)語(yǔ)。什么叫制冷，比如我們將裝有一公斤20℃冷水的水壺放到一塊燒到500℃的鐵板上，沒(méi)有多久水就開(kāi)了，如果不拿開(kāi)水壺，不多久水就干了。大家和說(shuō)鋼板在對(duì)水加熱，反過(guò)來(lái)也可以說(shuō)水在對(duì)鋼板降溫。而且，降了多少度，都可計(jì)算出來(lái)，因?yàn)橐还锼畯?0℃升到100℃，它需要外界提供它80大卡熱量，水從100℃到燒干，它需要外界提供539大卡熱量，也就是說(shuō)一公斤20℃冷水燒到干，要外界提供619大卡熱量。如果按制冷的角度它從外界或鋼板中提取了619大卡熱量而變成了水蒸汽，使鋼板降溫了，這就是制冷，是利用水對(duì)鋼板制冷。如果將水倒在鋼板上，那就更直觀(guān)了。在上述的制冷過(guò)程中，如果鋼板的大小一定，并排除外界空氣的降溫因素，那么鋼板降了多少度，是可以精確計(jì)算出來(lái)的。在這里所述及到的‘熱量’、‘溫度’、‘大卡’、‘℃’等物理量，我想學(xué)過(guò)物理的人都能理解。初中物理就講到，熱量總是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射，從溫度高的物體轉(zhuǎn)移到溫度低的物體，絕不可能反過(guò)來(lái)進(jìn)行。一個(gè)物體失去一些熱量后，它的溫度也會(huì)降低一些。我們的目的就是通過(guò)制冷系統(tǒng)，將商品中和空氣中的熱量向比商品溫度更低的制冷劑傳遞，達(dá)到降低商品溫度的目的。我們的制冷系統(tǒng)與鍋爐的制熱系統(tǒng)在熱力學(xué)上來(lái)講是完全一樣的，它們的熱傳導(dǎo)公式也完全一樣，我們先以鍋爐作比擬，進(jìn)一步講講制冷劑在制冷時(shí)的作用。上面講的燒水壺也可算是一只鍋爐，不過(guò)水燒開(kāi)了，我們就灌熱水瓶了，如果我們?cè)趬刈焐咸赘茏?，通到浴室，那就可以洗桑拿了，水壺就成小鍋爐了。要注意的是這時(shí)水壺中的水永遠(yuǎn)是100℃，水壺出口處的蒸汽溫度也是100℃，為什么不是110℃，不是90℃？這是因?yàn)樵谝粋€(gè)大氣壓下水的沸騰溫度是100℃，這是水的物理性能所決定了的。在青藏高原，大氣壓力較低，水70℃左右就開(kāi)了，沒(méi)有高壓鍋就只能吃?shī)A生飯，而在高壓鍋里，溫度可達(dá)到110℃，因?yàn)楦邏哄伵艢忾y的重量，剛好使鍋內(nèi)壓力保持在1Kg/CM2表壓力（實(shí)際是2個(gè)大氣壓）。一般小型鍋爐可燒4Kg/CM2表壓力蒸汽，蒸汽溫度也接近140℃，鍋爐中的水溫也與蒸汽溫度一樣也是140℃。煤氣爐的火頭溫度可達(dá)1000℃左右，火頭將熱量傳遞給水，使水的溫度上升直達(dá)沸點(diǎn)，一公斤水從沸點(diǎn)到燒干（全部變成蒸汽），將從煤氣火頭中帶走的熱量與上面所講水壺給鋼板降溫是一樣的，接近壺底的火焰是一個(gè)降溫過(guò)程。鍋爐中的煤燃燒溫度在1200℃左右，沒(méi)有鍋爐中水的降溫，鍋爐中的排管將被燒塌。從我們的角度來(lái)講，在這里的水就是制冷劑。反過(guò)來(lái)水蒸汽進(jìn)了浴室馬上凝結(jié)成小水珠（霧氣），放出熱量使浴室內(nèi)溫度上升，同樣一公斤水燒成的一公斤蒸汽，汽在浴室里放出539大卡熱量后全部變成水，在蒸汽變成水的時(shí)候，小水珠的溫度是100℃，這是一個(gè)冷凝過(guò)程。當(dāng)然小水珠會(huì)繼續(xù)放出熱量而降低溫度，等水珠變成水滴落到地上或附在墻壁上時(shí)，只有30℃左右了，這就不是冷凝過(guò)程了，而只是普通降溫過(guò)程。同樣將鍋爐蒸汽通到室內(nèi)熱水?。ㄊ覂?nèi)供熱排管）中，熱水汀對(duì)蒸汽來(lái)說(shuō)就成了冷凝器，如果供應(yīng)的蒸汽壓力是1Kg/CM2表壓力（實(shí)際是2個(gè)大氣壓），熱水汀表面溫度就是110℃，熱水汀向室內(nèi)空氣散發(fā)熱量，使室內(nèi)溫度上升，而蒸汽就在熱水汀內(nèi)冷凝成水，如果向室內(nèi)散發(fā)了539大卡熱量，熱水汀內(nèi)就冷凝下來(lái)1公斤水。按制冷角度來(lái)講，這整個(gè)過(guò)程就是煤燃燒的熱量被水吸收而沸騰，成為蒸汽，蒸汽帶著吸收來(lái)的熱量來(lái)到熱水汀，熱水汀的表面向空氣散發(fā)了熱量，蒸汽失去熱量后又從新冷凝成蒸餾水，這水可通過(guò)設(shè)備回到鍋爐繼續(xù)使用?，F(xiàn)在回到制冷的四大要件：①壓縮機(jī)，與空氣壓縮機(jī)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(kāi)小一點(diǎn)，讓蒸餾下來(lái)的水流進(jìn)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?zé)崴?，這一點(diǎn)與我們制冷不同，因?yàn)檎麄€(gè)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(jī)，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(mén)冰箱中的凍結(jié)框，可以看得很清楚，拆開(kāi)無(wú)霜冰箱的內(nèi)襯也能看到冷風(fēng)機(jī)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(xì)銅管，那就是毛細(xì)管。冰箱的外殼就相當(dāng)與冷庫(kù)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(diào)用溴化鋰吸收式制冷機(jī)，就是以水作為制冷劑使用。電冰箱中使用的是F12，在大冷庫(kù)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(zhì)在氨的物理性能表上可以查到，它在一個(gè)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?yàn)橥饨缡且粋€(gè)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(lái)。如果將液氨放在一個(gè)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(jié)冰；如果將盆懸掛在空中，盆底周?chē)目諝饬⒓匆驘崃總鹘o了液氨而失去熱量而降溫，降了溫的空氣在下降，周?chē)鸁峥諝饬⒓磥?lái)補(bǔ)充，在盆下面可以看到帶著霧的冷空氣在緩緩降下。這個(gè)盆就是‘蒸發(fā)器’。至于蒸餾器，有人看過(guò)，有人沒(méi)看過(guò)，但是大家都看過(guò)茶缸蓋凝結(jié)水的現(xiàn)象，或者農(nóng)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(guò)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(jié)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(kù)房里的制冷進(jìn)行過(guò)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(yīng)該是0.03Mpa表壓力，出于習(xí)慣的方便，還是用Kg/CM2），它的沸騰溫度應(yīng)該是－28℃；而蒸發(fā)器外是－18℃的冷庫(kù)，如果有高于－18℃的商品進(jìn)庫(kù)，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(lái)的熱量傳給了－28℃的液氨，液氨吸收了熱量溫度不會(huì)上升，而是沸騰蒸發(fā)為氣體（氨蒸汽），這樣空氣來(lái)來(lái)回回的傳送，商品中的熱量逐步減少，溫度逐步降低，最后降到－18℃，制冷就可以結(jié)束了，這是蒸發(fā)器的工作任務(wù)，庫(kù)內(nèi)空氣向蒸發(fā)器傳遞多少熱量，蒸發(fā)器內(nèi)的液氨就蒸發(fā)掉相應(yīng)的重量。當(dāng)然除了商品中的熱量外，還有外界氣溫中的熱量通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳進(jìn)來(lái)的熱量，開(kāi)門(mén)時(shí)空氣帶進(jìn)的熱量，使庫(kù)溫不時(shí)的上升，所以需要定時(shí)開(kāi)機(jī)降溫。