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和晟简述高低温试验箱制冷系统原理

和晟简述高低温试验箱制冷系统原理

2020-03-17 10:16

我们把高低温试验箱看做两部分:箱内和箱外。箱内装置的主要作用是吸收热量,也就是制冷。它的主要装置是蒸发器。箱外装置的作用是散热和提供动力,它的主要装置是压缩机、冷凝器和毛细管。

 

这里着重说一下制冷剂的制冷原理,它并不像我们想象中那样,是靠降低自身温度达到吸热效果的。而是用了一种物理现象——液体沸腾吸热。这是另一个物理知识——压力越低,沸点越低。

制冷剂在常温状态下是气态的,换句话说——把液态制冷剂放到常温下,它就会沸腾。而制冷剂之所以能够在试验箱内变成液态,是因为试验箱内为制冷剂提供了高压的环境。我们先来看一下高低温试验箱的制冷原理图

制冷原理

在这个图中,箭头方向表示制冷剂的运动方向。红色表示制冷剂为高温高压(液态),黄色表示制冷剂为常温高压(液态),绿色表示制冷剂为常温常压(沸腾状态),蓝色箭头表示制冷剂为常温常压(气态)——这里纠正一点,从绿色箭头到蓝色箭头,期间是制冷剂吸热的状态,也就是从常温常压的液态制冷剂,通过沸腾,迅速向常温常压的液态制冷剂变化的过程。这是一个渐变的过程,图中箭头颜色变得太突兀了,整个渐变过程都发生在蒸发器中。

 

下面总述一下本文所写的全部内容,以制冷剂的视角,从压缩机出发:压缩机启动(消耗电量,并发热),为制冷剂的运动提供动力。

 

气态制冷剂穿过冷凝器遇到毛细管,但毛细管的管道比较细,使得大量制冷剂拥挤在冷凝器内。一个向毛细管方面推(压缩机),一个堵着不让过(毛细管),滞留在冷凝器中的制冷剂越来越多,压力也就越来越大了。

 

压力增大后,气态制冷剂开始液化,液化的过程中伴随着吸热,于是滞留在冷凝器前半段(靠近压缩机方向)的制冷剂就是高温高压的液态。这些制冷剂在冷凝器中慢慢降温,直至降低到室温,开始慢慢排队通过毛细管。

 

蒸发器的管道较粗,通过了毛细管的制冷剂压力突然降低,于是液态制冷剂开始沸腾并气化(伴随吸热)。直至制冷剂完全通过蒸发器后,也完全成了常温常压的气态。

 

气态制冷剂重新通过压缩机,继续新一轮的循环。

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