當(dāng)前的冷藏被認(rèn)為是使我們的冰棒變冷和使易腐爛的食物保持新鮮的必要條件。但是，您是否曾經(jīng)想知道人們?yōu)榱朔乐故澄锔癄€幾百年甚至數(shù)千年而做了什么?還是今天冰箱系統(tǒng)中有什么?在此博客中，我們將了解制冷的工作原理。背后的歷史;并檢查循環(huán)，工作液和組件。

　　介紹

　　制冷基于蒸發(fā)和冷凝的兩個(gè)基本原理。當(dāng)液體蒸發(fā)時(shí)，它吸收熱量，而當(dāng)液體冷凝時(shí)，則釋放熱量。一旦牢記了這些原則，就更容易理解冰箱的工作原理(雙關(guān)語(yǔ))。現(xiàn)代冰箱由冷凝器，壓縮機(jī)，蒸發(fā)器和膨脹閥等組件以及工作流體(制冷劑)組成。制冷劑是一種液體，當(dāng)進(jìn)入膨脹閥時(shí)，壓力的迅速下降使其膨脹，冷卻并變成氣體。當(dāng)制冷劑在蒸發(fā)器中流動(dòng)時(shí)，制冷劑吸收并從周圍環(huán)境中除去熱量。然后，壓縮機(jī)壓縮(顧名思義)流體，從而提高其溫度和壓力。制冷劑從此處流過冷凝器，將熱量釋放到空氣中，然后將氣體冷卻回液態(tài)。最終，制冷劑進(jìn)入膨脹閥，循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。但是，在我們可以使用這項(xiàng)技術(shù)之前，我們做了什么?

　　歷史

　　冷卻技術(shù)的第一瞥始于公元前1000年左右的中國(guó)。在此期間，人們會(huì)從河流和湖泊中收集冰塊以冷卻并保存食物。后來，希伯來人，希臘人和羅馬人都采用了類似的想法，挖出坑來捕獲積雪，并用草或樹枝之類的東西將其隔離。到公元前400年，波斯工程師已開始使用Yakhchāls(圓頂建筑)，該圓頂建筑采用厚的耐熱材料建造，以使墻壁隔熱，并終年保存食物和冰塊。

　　隨著時(shí)間的流逝，我們的基本需求發(fā)生了變化，并且開始探索控制溫度的新方法。在1700年代中期至1800年代初期，人們通過將食物和冰塊儲(chǔ)存在冰箱中來保存食物。1800年代中期標(biāo)志著世界上第一個(gè)可使用的蒸氣壓縮制冷系統(tǒng)的發(fā)展，由于其低成本，高效率以及可通過機(jī)械或電能直接驅(qū)動(dòng)的能力，該系統(tǒng)仍是當(dāng)今最常用的制冷系統(tǒng)。

　　蒸氣壓縮制冷

　　當(dāng)今大多數(shù)家用冰箱以及許多大型商業(yè)和工業(yè)制冷系統(tǒng)中都使用了蒸汽壓縮循環(huán)。最簡(jiǎn)單的形式是，蒸汽壓縮系統(tǒng)由冷凝器，壓縮機(jī)，蒸發(fā)器和膨脹閥組成，如前所述，盡管這些組件可以根據(jù)以下條件以不同的配置使用：

　　–運(yùn)行條件和系統(tǒng)功能

　　–工作流體的類型

　　–系統(tǒng)大小

　　–效率要求

　　–經(jīng)濟(jì)要求

　　一旦您有需要的循環(huán)配置，為系統(tǒng)建立一種工作液(制冷劑)就很重要，該工作液具有其自己的一組要求和注意事項(xiàng)。例如，制冷劑應(yīng)具有低沸點(diǎn)(以確保相變使用最少的能量)和低凝固點(diǎn)(以防止系統(tǒng)中的流體凍結(jié))。此外，它應(yīng)在合理的壓力范圍內(nèi)運(yùn)行，在經(jīng)濟(jì)上可行，并且工作液不能具有熱氣質(zhì)(如您所想象的那樣，爆炸的冰箱對(duì)投資者或消費(fèi)者而言并不是好兆頭)，并且必須在臭氧消耗潛能值的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)(ODP)和全球變暖潛能(GWP)限制。

　　如您所見，每種制冷劑/工作液都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。然而，目前，很難找到滿足所有環(huán)境，經(jīng)濟(jì)和安全要求的工作流體。為了解決這個(gè)問題，各公司正在探索使用氫氟烯烴(HFO)制冷劑，因?yàn)樗鼈兙哂协h(huán)境友好性，成本效益和巨大的能源效率。

　　在紙上，這種工作流體可以檢查所有箱子，實(shí)際上，必須設(shè)計(jì)一種新的制冷系統(tǒng)以滿足HFO的要求，例如工作壓力和容量，易燃性風(fēng)險(xiǎn)，增加的壓力以及系統(tǒng)組件和壓縮機(jī)的調(diào)整。

　　壓縮機(jī)是任何制冷系統(tǒng)不可或缺的一部分，某些類型的壓縮機(jī)比其他類型的壓縮機(jī)能夠更好地處理特定的制冷劑，某些類型的壓縮機(jī)的使用方式也有所不同(渦輪機(jī)與容積式設(shè)備)，等等。在制冷循環(huán)中發(fā)現(xiàn)的壓縮機(jī)類型包括：

　　–往復(fù)式

　　–螺旋旋轉(zhuǎn)

　　–離心

　　–滾動(dòng)

　　–旋轉(zhuǎn)

　　現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法

　　早在1800-1900年代，設(shè)計(jì)蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)所需的計(jì)算和規(guī)格是用筆和紙手工完成的。由于技術(shù)的進(jìn)步，工程師們現(xiàn)在能夠在短短幾周內(nèi)完成數(shù)年的任務(wù)。