液体由液态变为气态时,会吸收很多热量,简称为“液化汽化吸热”。电冰箱就是利用了液化汽化的过程中需要吸热的原理来制冷的。
电冰箱的制冷系统是一个完全密闭的系统,在系统内充有制冷剂,如R12、R134a、R600a,这些就是人们常说的氟里昂。这些制冷剂是在系统内经过相变过程,然后进行热量传递。由于在制冷系统中需要在低温状态下吸收热量,如在 -30℃环境下,这样的温度,采用水作为制冷剂肯定不行(如果水结成冰就不能流动),因此要采用其他的物质。
另外,由于蒸发温度与压力有极大的关系,压力高时蒸发温度也高,压力低时蒸发温度也低。所以在制冷系统中,还要采用不同的压力进行区别,如在蒸发过程中采用低压,这样温度就低;在冷凝过程中采用高压,从而生成高温才能将热量排出。
电冰箱的制冷系统一般由压缩机(产生压差,冰维持制冷剂的流动)、冷凝器(形成高温高压区,并将制冷剂的热量排向外界环境中)、毛细管(维持高压和低压之间的压差,并允许制冷剂流通)和蒸发器(形成低温低压区,并能从周围环境中吸收热量)四部分组成。作为电冰箱还必须有保温层才行,如果没有一个密闭并保温的环境,冰箱内的温度很难降低,因此需要进行热量隔绝。另外,考虑到制冷过程中的许多因素,还应设计有贮液器来调整制冷剂的量,设计干燥过滤器来处理制冷剂中的水分和制冷系统中的渣,保证制冷系统能正常运行。
下面以蒸气压缩式电冰箱为例,介绍一下电冰箱的制冷原理。
蒸气压缩式电冰箱由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等部件组成,其动力均来自压缩机。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,成为低温低压的液体,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。