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低温冷箱、超低温冷箱、低温制冷机组、超低温制冷等设备是如何制冷的?制冷原理有谁知道的

蒸发过程

低温冷箱、超低温冷箱、低温制冷机组、超低温制冷等设备是如何制冷的?制冷原理有谁知道的

蒸发过程是在低温冷箱蒸发器中进行的。液态制冷剂在蒸发器中蒸发时吸收热量,使其周围的介质温度降低或保持一定的低温状态,从而达到制冷的目的。蒸发器制冷量大小主要取决于液态制冷剂在蒸发器内蒸发量的多少。气态制冷剂流经蒸发器时不发生相变,不产生制冷效应,因而应限制毛细管的节流汽化效应,使流入蒸发器的制冷剂必须是液态制冷剂。另外,蒸发温度愈低,相应的制冷量也略为降低,并会使低温冷箱压缩机的功耗增加,循环的制冷系数下降。

压缩过程

压缩过程在低温冷箱压缩机中进行,这是一个升压升温过程。压缩机将从蒸发器流出的低压制冷剂蒸汽压缩,使蒸汽的压力提高到与冷凝温度对应的冷凝压力,从而保证制冷剂蒸汽能在常温下被冷凝液化。而制冷剂经压缩机压缩后,温度也升高了。

冷凝过程

冷凝过程在低温冷箱冷凝器中进行,它是一个恒压放热过程。为了让制冷剂蒸汽能被反复使用,需将蒸发器流出的制冷剂蒸汽冷凝还原为液态,向环境介质放热。

冷凝器按工作过程可分为冷却区段和冷凝区段。低温冷箱冷凝器的入口附近为冷却区段,高温的制冷剂过热蒸汽通过冷凝器的金属盘管和散热片,将热量传给周围的空气,并降温冷却,变成饱和蒸汽。冷凝器的出口附近为冷凝区段,低温冷箱制冷剂由饱和蒸汽冷凝为饱和液体放出潜热,并传给周围空气。

节流过程

低温冷箱的节流阀是又细又长的毛细管。由于冷凝器冷凝得到的液态制冷剂的冷凝温度和冷凝压力要高于蒸发温度和蒸发压力,在进入蒸发器前需让它降压降温。液态制冷剂通过毛细管时由于流动阻力而降压,并伴随着一定程度的散热和少许的汽化,因此节流过程是一个降压降温的过程。节流汽化的制冷剂量越大,蒸发器中的制冷量就越少,因而必须减少节流汽化。

系统低温制冷工作原理是制冷剂汽化吸热。

制冷剂汽化吸热而实现制冷的设备叫蒸发器。蒸发器是一种热交换设备,制冷剂和被冷却物在其中进行热量传递,制冷剂进入蒸发器时是液体,离开时是气体。将气态制冷剂变回液体的设备是冷凝器。

冷凝器也是一种热交换设备,在其中制冷剂向环境(环境介质通常为空气或水)释放热量,由气态冷凝为液态,即制冷剂进入冷凝器时是气体,离开时变为液体。

它又具备了汽化能力。但是制冷剂冷凝是向常温常压下的环境介质放热,而制冷后离开蒸发器的气态制冷剂温度很低,低于环境温度(制冷是使被冷却物低于环境温度并保持),这个低温的制冷剂是无法向环境自发放热冷凝的。

这就需要一种设备将低温低压蒸发器出口状态的制冷剂,变为高温高压冷凝器入口状态的制冷剂,这个设备就是压缩机。

压缩机是耗能设备,它及时的从蒸发器抽取气态制冷剂,维持蒸发器低温低压状态,同时通过压缩作用提高制冷剂温度压力,并向冷凝器输送,实现向环境放热冷凝的目的。

这样,制冷剂在蒸发器处于低温低压状态,在冷凝器处于高温高压状态,蒸发器与冷凝器不能直接连接,蒸发器出口与冷凝器入口通过压缩机提高压力实现连接,那么冷凝器出口与蒸发器入口也要有一个完成降压作用的连接设备,这就是节流机构。

节流机构一方面将高温高压液态制冷剂节流降压,满足蒸发器工作条件,另一方面还能调节蒸发器的供液量,满足被冷却物降温变化的要求,这便是低温冷水机组制冷工作原理。

组成:

完成一个制冷过程所需要的基本的组成设备包括压缩机、冷凝器、节流装置(膨胀阀等)和蒸发器,他们通常称为制冷四大件(当然也可以算上干燥过滤器成为5大配件)。

其中,压缩机是制冷系统的“心脏”,负责压缩和输送制冷剂蒸气;冷凝器输出热量,将制冷剂蒸气变回液体;节流阀是节流降压设备,供给蒸发器需要的制冷剂状态和流量;蒸发器吸收热量(输出冷量)从而实现制冷。

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