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什么是制冷技术?
什么是制冷技术?
来源:中制冷设备网    2009-9-8
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         冷和热是同一范畴的两个物理概念,都是物质分子运动平均动能的标征。日常生活中常说的“热”或“冷”是指温度高低的相对概念,是人体对温度高低感觉的反应。

        在制冷技术中所说的冷,是指某空间内物体的温度低于周围环境介质(如水或空气)温度而言。因此“制冷”就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度,并连续维持这样一个温度的过程。

        制冷设备是制冷机与使用冷量的设施结合在一起的装置。设计和建造制冷装置,是为了有效地使用冷量来冷藏食品或其他物品;在低温下进行产品的性能试验和科学研究试验;在工业生产中实现某些冷却过程,或者进行空气调节。

        物品在冷却或冻结时要放出一定的热量,制冷装置的围护结构在使用时也会传入一定的热量。因此为保持制冷装置中的低温条件,就必须装设制冷机,以便连续不断地移去这些热量,或者利用冰的熔化或干冰的升华吸收这些热量。

        在人工制冷开始发展以前,人类已经知道利用天然冰雪在简易的设备中保持低温条件,即利用天然冷源。在中国,约在3000年前已使用天然冰保藏食品,公元前七世纪《诗经》中就有关于采集、贮存和用天然冰冷藏食品的诗句。直到现代,人们仍然在应用冰、雪和地下水等天然冷源。

        用天然冰或人造冰冷却的冷藏装置,只能达到有限的低温,技术条件和卫生条件较差,难以满足多方面的要求。现代的制冷装置都是应用制冷机来冷却。

        制冷设备的冷却方式有直接冷却和间接冷却两种。直接冷却是将制冷机的蒸发器装设在制冷装置的箱体或建筑物内,利用制冷剂的蒸发直接冷却其中的空气,靠冷空气冷却需要冷却的物体。这种冷却方式的优点是冷却速度快,传热温差小,系统比较简单,因而得到普遍应用。

        间接冷却是靠制冷机蒸发器中制冷剂的蒸发,从而使载冷剂(例如盐水)冷却,再将载冷剂输入制冷装置的箱体或建筑物内,通过换热器冷却其中的空气。这种冷却方式冷却速度慢,总传热温差大,系统也较复杂,故只用于较少的场合,如盐水制冰和温度要求恒定的冷库等。

        按照冷却目的和冷量利用方式的不同,制冷装置大体可分为冷藏用制冷装置、试验用制冷装置、生产用制冷装置和空调用制冷装置四类。

        冷藏用制冷装置主要用于在低温条件下贮藏或运输食品和其他货品,包括各种冰箱、冷库、冷藏车、冷藏船和冷藏集装箱等。

        冰箱又称冷柜,是一种小型整体式冷藏装置,通常用金属结构将制冷机与冷藏箱组成一体。冰箱按用途可分为家用冰箱、医用冰箱、商店冰箱(冷柜台、冷厨窗等)和厨房冰箱等,其中以家用冰箱应用最广。家用冰箱一般做成立式,有单门和双门两种型式。箱体由金属外壳和塑料内胆组成,其间浇注有聚氨酯泡沫塑料,起绝热保冷作用。箱门四周装有磁性封条,闭合时起吸紧和密封作用。

        家用冰箱大多用压缩式制冷机来冷却,以氟利昂为制冷剂。蒸发器装在冷藏室的上部,其中制冷剂的蒸发直接冷却箱内空气,形成一个低温区,温度可达-12~-15℃,用来制冰或贮存冻结食品。冷藏室的下部为高温区,靠箱内空气的自由对流来冷却,温度通常为0~8℃,用来贮存一般食品。压缩机为全封闭型,装在箱体的下方,冷凝器用铜管绕成,布置在箱体的背面。

        蒸发器内蒸发的氟利昂蒸气,经压缩机压缩压力升高后,进入冷凝器中冷凝成液体,再经毛细管节流降压,又返回蒸发器中继续蒸发制冷。有的家用冰箱也用吸收扩散式制冷机,称为吸收式冰箱。此外还有用半导体制冷器的半导体冰箱,但耗电量大,很少应用。

        试验用制冷装置主要是用制冷方法模拟某种自然环境或生产过程中的低温条件,以便进行产品、材料的性能试验或科学研究试验。试验用制冷装置按试验对象和要求大体分为低温试验、气候试验和高空试验三类。

        低温试验装置只要求保持低温(0℃以下至-120℃)条件,常用来研究生产中某些过程的进行方式和条件,或研究材料在低温下的性能;气候试验装置又称人工气候室,主要用于模拟地面气候,用来检验某些机电产品对地面气候的适应特性,或进行土壤学、植物学、农作物育种和材料性能等方面的试验研究工作;高空试验装置主要是模拟高空气象条件,主要用于供试验航空仪器仪表、飞机发动机和飞机上其他设备或组件的性能之用。

        生产用制冷装置主要有制冰装置、干冰装置、生产冰激淋和冷饮水的装置,以及用于工业生产过程的其他装置等。空调用制冷装置主要是用于保持室内空气的温度、湿度为一定值的空气调节设备和去湿机等。

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