冰箱制冷量是什么意思?是什么原理?

冰箱制冷量是什么意思?是什么原理?,第1张

冰箱制冷量是什么意思?是什么原理?

经常有人问,冰箱的制冷原理是什么?冰箱里的温度下降了,那么冰箱里的热量去哪里了?这不是违背能量守恒定律吗?冰箱消耗的电去了哪里?会像热了一样直接冷却吗?面对这么多问题,我总结了一下得到了以下答案。

冰箱吸收的热量去哪里了

冰箱冷藏室、冷冻室的热量通过冰箱外壁散发到室内。这是一个能量转移的过程,并不违反能量守恒。同时,散发到室内的热量还包括冰箱内部设备工作时产生的热量。

于是有人打开冰箱门,想通过这种方式给房间降温。不可行:冰箱散热=冰箱制冷量+冰箱发热量。所以冰箱门越开,室内温度越高。

冰箱消耗的电去哪了

在冰箱系统中,电能不参与制冷,它只为制冷剂提供动力——冰箱要制冷,制冷剂必须在管道中保持运动,这个我们后面会讲到。

比如这里的电能就像汽车里的汽油。真正让汽车前进的是发动机,但汽油为发动机提供能量。

冰箱制冷原理

我们把冰箱看成两部分:冰箱内部和外部。冰箱里的装置主要作用是吸热,也就是制冷。它的主要装置是蒸发器。冰箱外接装置的作用是散热和供电。它的主要设备是压缩机、冷凝器和毛细管。

下面是制冷剂的制冷原理。它并没有像我们想的那样通过降低自身温度来达到吸热的效果。而是利用一种物理现象——液体沸腾吸热。为什么冰箱里的液态制冷剂会沸腾?这是另一个物理学知识——压力越低,沸点越低。

制冷剂在室温下是气态,换句话说——把液态制冷剂放在室温下,它会沸腾。制冷剂之所以能在冰箱中变成液体,是因为冰箱为制冷剂提供了一个高压环境。我们先来看看冰箱的制冷示意图

在该图中,箭头方向表示制冷剂的移动方向。红色表示制冷剂处于高温高压(液态),黄色表示制冷剂处于常温高压(液态),绿色表示制冷剂处于常温常压(沸腾状态),蓝色箭头表示制冷剂处于常温常压(气态)——这里修正一下。绿色箭头到蓝色箭头,是制冷剂吸热的时期,即由常温常压液态制冷剂通过沸腾迅速变为常温常压液态制冷剂的过程。这是一个渐进的过程。图中箭头的颜色变得过于突兀,整个渐变过程都发生在蒸发器中。

以下是本文所写全部内容的总结。从制冷剂的角度来看,从压缩机开始:压缩机启动(耗电发热)为制冷剂的运动提供动力。

气态的制冷剂经过冷凝器,遇到毛细管,但是毛细管的管比较细,使得大量的制冷剂拥挤在冷凝器中。一个推动毛细管(压缩机),一个堵住毛细管(毛细管),越来越多的制冷剂留在冷凝器里,所以压力越来越大。

压力升高后,气态制冷剂开始液化,液化的过程伴随着吸热,所以卡在冷凝器前半部分(压缩机附近)的制冷剂是高温高压液体。这些制冷剂在冷凝器中缓慢冷却,直到它们降低到室温,并开始缓慢排队通过毛细管。

蒸发器的管道较粗,制冷剂通过毛细管的压力突然下降,液态制冷剂开始沸腾汽化(伴随吸热)。直到制冷剂完全通过蒸发器,在常温常压下变成气态。气态制冷剂再次通过压缩机,继续新的循环。

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