冰箱制冷量是什麼意思?是什麼原理?

常常聽人問到,冰箱的制冷原理到底是怎樣的?冰箱內的溫度降低了,那冰箱堛獐鷇q去哪了?這不是違反能量守恆定律了嗎?冰箱消耗的電量去哪了?它會像熱得快一樣,直接進行制冷嗎?面對如此眾多的問題,我經過總結歸納,得到答案如下。

冰箱吸收的熱量去哪了

冰箱冷藏室、冷凍室內的熱量,透過冰箱外壁,散發到室內了。這是個能量轉移的過程,並不違反能量守恆。同時,散到室內的熱量中,還包含了冰箱內部設備工作時產生的熱量。

所以有些人把冰箱門打開,想透過這種方式給室內降溫,是不可行的:冰箱的散熱量=冰箱制冷量+冰箱發熱量。所以越開冰箱門,室內溫度越高。

冰箱消耗的電量去哪了

在冰箱系統中,電能不參與制冷,它只為制冷劑提供動力--冰箱想要制冷,制冷劑必須不停的在管道內運動,這一點我們稍後說。

打個比方說,這裡的電能就好像汽車堛漕T油,實際讓汽車前進的是發動機,但是汽油為發動機提供能量。

冰箱制冷原理

我們把冰箱看做兩部分:冰箱內和冰箱外。冰箱內裝置的主要作用是吸收熱量,也就是制冷。它的主要裝置是蒸發器。冰箱外裝置的作用是散熱和提供動力,它的主要裝置是壓縮機、冷凝器和毛細管。

這裡著重說一下制冷劑的制冷原理,它並不像我們想象中那樣,是靠降低自身溫度達到吸熱效果的。而是用了一種物理現象--液體沸騰吸熱。為什麼冰箱堛熔G體制冷劑可以沸騰呢?這是另一個物理知識--壓力越低,沸點越低。

制冷劑在常溫狀態下是氣態的,換句話說--把液態制冷劑放到常溫下,它就會沸騰。而制冷劑之所以能夠在冰箱內變成液態,是因為冰箱內為制冷劑提供了高壓的環境。我們先來看一下冰箱的制冷原理圖

在這個圖中,箭頭方向表示制冷劑的運動方向。紅色表示制冷劑為高溫高壓(液態),黃色表示制冷劑為常溫高壓(液態),綠色表示制冷劑為常溫常壓(沸騰狀態),藍色箭頭表示制冷劑為常溫常壓(氣態)--這裡糾正一點,從綠色箭頭到藍色箭頭,期間是制冷劑吸熱的狀態,也就是從常溫常壓的液態制冷劑,透過沸騰,迅速向常溫常壓的液態制冷劑變化的過程。這是一個漸變的過程,圖中箭頭顏色變得太突兀了,整個漸變過程都發生在蒸發器中。

下面總述一下本文所寫的全部內容,以制冷劑的視角,從壓縮機出發:壓縮機啟動(消耗電量,並發熱),為制冷劑的運動提供動力。

氣態制冷劑穿過冷凝器遇到毛細管,但毛細管的管道比較細,使得大量制冷劑擁擠在冷凝器內。一個向毛細管方面推(壓縮機),一個堵著不讓過(毛細管),滯留在冷凝器中的制冷劑越來越多,壓力也就越來越大了。

壓力增大後,氣態制冷劑開始液化,液化的過程中伴隨著吸熱,於是滯留在冷凝器前半段(靠近壓縮機方向)的制冷劑就是高溫高壓的液態。這些制冷劑在冷凝器中慢慢降溫,直至降低到室溫,開始慢慢排隊透過毛細管。

蒸發器的管道較粗,透過了毛細管的制冷劑壓力突然降低,於是液態制冷劑開始沸騰並氣化(伴隨吸熱)。直至制冷劑完全透過蒸發器後,也完全成了常溫常壓的氣態。氣態制冷劑重新透過壓縮機,繼續新一輪的循環。