制冷原理-1

制冷装置及原理（一）2016-09-11工程设备部赛升药业工程设备部制冷制冷是指用机械的方法，从一个有限的空间内取出热量，使该空间的温度降低到所要求的程度，这个过程是靠热传递来完成的．人工制冷的方法很多，目前应用最广泛的是蒸汽压缩式制冷，其次是蒸汽吸收式制冷．蒸汽压缩式制冷是利用某些低沸点的液体，在汽化时能维持温度不便而吸收热量的性质来实现制冷．制冷循环：制冷系统是有制冷压缩机＼冷凝器＼节流装置＼蒸发器四个最基本部分，通过管道相连，形成一个闭合的系统．制冷剂在系统中不断的循环流动，通过相态的变化与外界进行热量交换，达到循环制冷的目的．工作原理是：液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却物体的热量后，汽化成低压低温的蒸汽，被压缩机吸入，压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器，在冷凝器中向冷却介质（水或空气）方热冷凝为高压液体，经节流装置节流为低压低温液体，再次进行进入蒸发器吸热汽化．什么叫氟利昂氟利昂来自英语Ｆｒｅｏｎ的译音，从问世以来是美国杜邦公司制冷剂的商品明，以后为大家所习用．目前使用的氟利昂主要是甲烷＼乙烷和丙烷的附生物．氟利昂蒸汽或液体都是无色透明的，没有气味，大多数对人体无毒害，不易燃烧和爆炸．氟利昂和水的作用，随时间增长与金属共存时会慢慢发生水解，生成酸性物质，会腐蚀镁及其合金，因此，氟利昂制冷设备不能采用镁及含镁超过２％的镁＼锌和铝合金，否则会发生腐蚀．公司常用的制冷剂氟利昂12（CF2CL2，R12）是氟利昂制冷剂中应用较多的一种，CFC制冷剂，主要以中、小型食品库、家用电冰箱以及水、路冷藏运输等制冷装置中被广泛采用。

R12具有较好的热力学性能，冷藏压力较低，采用风冷或自然冷凝压力约0.8-1.2KPa。

R12的标准蒸发温度为-29℃，属中温制冷剂，用于中、小型活塞式压缩机可获得-70℃的低温。

而对大型离心式压缩机可获得-80℃的低温。

近年来电冰箱的代替冷媒为R134a。

氟利昂22（CHF2CL，R22）HCFC制冷剂，是氟里昂制冷剂中应用较多的一种，主要以家用空调和低温冰箱中采用。

目录一、蒸气压缩式制冷原理 (1)二、制冷循环 (2)三、制冷剂在制冷系统中状态 (2)四、制冷量 (3)五、制冷剂 (3)对制冷剂的要求 (3)制冷剂的种类 (3)制冷剂的使用与存放 (4)六、制冷系统的构造及组成 (4)压缩机 (4)冷凝器 (5)蒸发器 (6)节流装置 (6)七、吸收式制冷原理 (8)基本原理 (8)溴化锂吸收式制冷 (9)一、蒸气压缩式制冷原理蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。

在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。

液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。

在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。

比如，我们在手上擦一些酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。

又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制冷剂F—12不能回收和循环使用)。

目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。

蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。

二、制冷循环压缩机是保证制冷的动力，利用压缩机增加系统内制冷剂的压力，使制冷剂在制冷系统内循环，达到制冷目的。

开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器，从周围物体吸热，经过风道系统使空调房间温度冷却下来，蒸发后的制冷剂回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。

三、制冷剂在制冷系统中状态从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。

二极管制冷原理(一)二极管制冷什么是二极管制冷？•二极管制冷是一种基于半导体材料的制冷技术，通过外加电压作用于二极管，借助其特殊的电导特性实现冷却效果。

•二极管制冷器件通常由一对p型和n型半导体材料组成，形成p-n结。

•当逆向偏置时，二极管的内部电场会增加，从而引发热量的转移和吸收，实现制冷。

二极管制冷的原理1. PN结的基本原理•PN结是指p型和n型半导体材料的结合区域，其中p型半导体中的空穴与n型半导体中的电子发生复合作用。

•在均衡状态下，两种材料间的电荷分布会形成电场，阻碍空穴和电子的进一步扩散。

•这种阻碍作用使得PN结具有单向导电性，称为二极管。

2. 二极管的电导特性•当在二极管的正向偏置下，即正极连接到p区，负极连接到n区时，电子从n区移向p区，而空穴从p区移向n区。

•这使得二极管具有低电阻，形成导通通道，电流得以流过。

•当在二极管的逆向偏置下，即正极连接到n区，负极连接到p区时，电子和空穴无法通过二极管结，形成高电阻，电流无法流通。

3. 二极管制冷的工作原理•在二极管制冷器件中，正极和负极电压施加在二极管的p-n结上。

•当逆向电压施加到二极管上时，p-n结内部的电场会增强，此时热量会被迅速转移到周围环境中。

•逆向电压的增加可以加速热量的转移和吸收，从而实现较低温度的制冷效果。

二极管制冷的应用•电子设备冷却：二极管制冷器件可以用于电子元件和芯片的冷却，提高设备的工作效率和寿命。

•光电子器件冷却：在光电子器件中，二极管制冷可以通过改变波长和频率来控制光的性质。

•生物医学应用：二极管制冷可以用于细胞和组织的冷冻和冷藏，兼具高效和精确控制的特点。

总结二极管制冷技术借助p-n结的特殊导电特性，通过逆向电压增强电场，实现对热量的转移和吸收。

该技术在电子设备、光电子器件和生物医学中有广泛应用，为不同领域带来了高效、精确的制冷效果。

随着科技的不断进步，二极管制冷技术有望发展出更多的应用和改进，为我们的生活和工作带来更多的便利和创新。

制冷剂的工作原理
制冷剂的工作原理是利用制冷循环来实现物质的热交换，从而降低温度。

制冷循环通常包括四个基本部分：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置（或膨胀阀）。

1. 蒸发器：蒸发器是制冷循环的起点，其中制冷剂从液态转变为气态。

蒸发器通常是一个管状装置，内部有大量管道或螺旋形的金属管，外部暴露在环境中。

当制冷剂从压缩机进入蒸发器时，它会吸收外部热量并从液态转变为气态。

2. 压缩机：压缩机是制冷循环的关键部件，它通过产生高压和高温的气体将制冷剂从蒸发器中抽出。

压缩机将气体压缩，使其温度升高。

3. 冷凝器：冷凝器是压缩机后面的部分，用于将高温高压的气体制冷剂冷却成液体。

冷凝器通常通过散热器或冷却水冷却制冷剂。

当气体通过冷凝器时，它会散发热量，并从气态转变为液态。

4. 节流装置（或膨胀阀）：节流装置或膨胀阀用于控制制冷剂的流速和压力，在从冷凝器流向蒸发器的过程中，将制冷剂的压力降低，从而准备好重新进入蒸发器。

通过这个循环过程，制冷剂可以循环不断地在蒸发器和冷凝器之间进行相态转换和热能交换，从而实现冷却效果。

这个循环过程可以在制冷设备如冰箱、空调中得到应用。

制冷的基本原理
制冷技术的基本原理是通过从物体或空间中移除热量，使其温度降低。

这通常通过以下几个步骤来实现：
1. 压缩：制冷剂通过压缩机被压缩成高压气体。

在这个过程中，制冷剂吸收了周围的热量，导致温度升高。

2. 冷凝：高压制冷剂进入冷凝器，通过管道散热。

在这个过程中，制冷剂散发了热量，使其温度降低，并转变为高压液体。

3. 膨胀：高压液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器。

由于膨胀阀的存在，制冷剂压力迅速下降，使液态制冷剂转变为低压蒸汽。

4. 蒸发：低压蒸汽制冷剂进入蒸发器，并吸收周围物体或空间的热量。

这使得制冷剂再次升温并蒸发为低压气态，完成整个循环。

整个制冷技术的基本原理是通过改变制冷剂的压力和温度，使其在不同的部件中进行相态转变，从而达到降低被制冷物体或空间温度的目的。

制冷工作原理制冷技术是现代社会中非常重要的一项技术，在日常生活中有很多应用场景，例如家用空调、商业冷柜、医药冷链等。

制冷技术基于热力学原理，通过传递热量来实现物体的冷却，本文将详细介绍制冷工作原理。

1. 热力学基础热力学是现代物理学中一个重要的分支，它研究的是热量和能量之间的转换，以及这些过程中的热力学性质。

在制冷过程中，热力学原理是至关重要的，在这里我们简要介绍一些重要的概念：热力学系统是指处于一定压力、温度和物质组成下的物体。

在制冷系统中，通常将制冷剂和空气视为两个不同的热力学系统。

1.2 热平衡热平衡是指热力学系统之间达到温度平衡的状态。

在制冷系统中，通常通过传导、对流和辐射等方式来实现热平衡。

在热力学中，系统的运行状态可以通过相应的参数来描述，例如压力、温度、物质量等。

热力学过程是指在这些参数变化的过程中系统的状态发生的变化。

2. 制冷循环过程在制冷循环过程中，制冷剂从液态变成气态的过程称为蒸发。

蒸发的过程需要吸收热量，从而使室内空气冷却下来。

2.2 压缩制冷剂在蒸发后，会以气态进入压缩机，在压缩机内被压缩成高温高压的气体。

压缩的过程会产生大量的热量，该热量需要通过冷凝器散发出去。

2.3 冷凝在压缩机之后，制冷剂会被输入到冷凝器中，该过程是使制冷剂从气态变为液态的过程。

在这个过程中，制冷剂会释放出大量的热量，冷凝器会将这些热量散发到空气中，使空气变得更加炎热。

2.4 膨胀在冷凝器之后，制冷剂将以液态再次进入膨胀阀中，这是制冷循环中最重要的步骤之一。

在膨胀阀中，制冷剂会扩散并降低温度和压力，最终流回蒸发器中，从而完成制冷循环过程中的一个完整循环。

3. 制冷系统中的关键部件制冷系统包括多个功能块，其中最基本的是蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。

下面分别介绍这些关键部件的作用。

3.1 蒸发器蒸发器是制冷系统中最重要的组成部分，该部件是制冷循环过程中制冷剂从液态变为气态的地方。

蒸发器通常由许多小管组成，这使得蒸发器表面积增大，使空气更好地与制冷剂接触，从而提高了制冷效果。