當(dāng)前的冷藏被認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)和冷凝的兩個基本原理。當(dāng)液體蒸發(fā)時，它吸收熱量，而當(dāng)液體冷凝時，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)?，F(xiàn)代冰箱由冷凝器，壓縮機，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)進入膨脹閥時，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)器中流動時，制冷劑吸收并從周圍環(huán)境中除去熱量。然后，壓縮機壓縮(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，制冷劑進入膨脹閥，循環(huán)重復(fù)進行。但是，在我們可以使用這項技術(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。在此期間，人們會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械或電能直接驅(qū)動的能力，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)。最簡單的形式是，蒸汽壓縮系統(tǒng)由冷凝器，壓縮機，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。例如，制冷劑應(yīng)具有低沸點(以確保相變使用最少的能量)和低凝固點(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)運行，在經(jīng)濟上可行，并且工作液不能具有熱氣質(zhì)(如您所想象的那樣，爆炸的冰箱對投資者或消費者而言并不是好兆頭)，并且必須在臭氧消耗潛能值的國際標(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。然而，目前，很難找到滿足所有環(huán)境，經(jīng)濟和安全要求的工作流體。為了解決這個問題，各公司正在探索使用氫氟烯烴(HFO)制冷劑，因為它們具有環(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，實際上，必須設(shè)計一種新的制冷系統(tǒng)以滿足HFO的要求，例如工作壓力和容量，易燃性風(fēng)險，增加的壓力以及系統(tǒng)組件和壓縮機的調(diào)整。

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

　　–往復(fù)式

　　–螺旋旋轉(zhuǎn)

　　–離心

　　–滾動

　　–旋轉(zhuǎn)

　　現(xiàn)代設(shè)計方法

　　早在1800-1900年代，設(shè)計蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)所需的計算和規(guī)格是用筆和紙手工完成的。由于技術(shù)的進步，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)。