吧里过多的小白以后不需要发帖询问该类问题了。
1.因为吧里已经有人发出此类制冷的帖子,这里就只放一些小型制冷的简单原理,不要指望会很专业。
2.一些基本的物理知识,
初中级:三态的变化中升华,融化,蒸发是吸热的,加快蒸发的方法有加快液体表面的气体流速、加热、增大液体与空气接触面积
高中级:降低压强可以降低液体的沸点,增大压强可以提高液体的沸点,蒸气过热等。
3.现在吧里所涉及到的制冷有电子制冷(制冷半导体)居多,压缩制冷和吸收式制冷基本没有涉及,故本帖对电子制冷,固体升华制冷、固体融解制冷、气体绝热膨胀制冷不会特别讲解,重点讨论液体蒸发制冷。(绝热去磁制冷和多级制冷就不要想了)
4.这里要先讲解一下大致的原理,制冷剂蒸发带走热量,收集制冷剂的蒸气冷凝液化,在蒸发带走热量往复循环。
制冷剂部分:这里制冷剂就有常温常压下可以沸腾的(比如液氨),常温常压下不能沸腾的(比如水)。
这里不讨论低沸点制冷剂。
制冷剂的选取:
①在蒸发器规定的温度下蒸发时蒸发压力高于大气压力,常温情况下有较低的冷凝压力就能液化,
②相同的制冷量下所消耗机械工越小越好,
③临界温度(k)高,常温下易液化。
④凝固温度要低,
⑤蒸发热值要大,液体比热小,
⑥相同制冷量下制冷剂的蒸汽比容要小,相对的压缩机尺寸可以做得小,
⑦化学性能稳定,不易变化,对电绝缘材料不影响其性能改变,
⑧对金属不产生腐蚀,如有腐蚀要采用特殊的合金材料和金属制造机件,
⑨对润滑油不产生分解氧化等化学反应,不影响润滑性能,如果与润滑油发生相互溶解时,⑩也不会使润滑油的粘度降低,
粘度小。
⑪ 不易燃易爆,对人体无害,并无特殊刺激臭味。
(注:制冷剂的选取请一定要以安全第一,酒精什么的易燃物请不要随便使用)
蒸发吸热部分:那么比较高沸点的制冷剂就有一个问题了,那就是常温下的快速蒸发问题,解决方法有降低压力和膨胀阀雾化(节流)。节流楼主这里做了个实验
未加热前毛细孔口温度

加热沸腾节流时毛细孔外口温度

未加热时瓶内毛细孔口处蒸气温度

加热时瓶内毛细孔口处蒸气温度

未加热前毛细管与空气初交汇处温度
沸腾加热一段时间后毛细管与空气初交汇处温度

以及一次实验的视频
鉴于吧里不太可能制作大型的制冷,所以在节流方面就不使用膨胀阀而改用毛细管了。
毛细管可以隔绝两室的压力同时可以雾化液体,原理是节流。
吸收式制冷与压缩制冷区别

由此可见两种制冷方式的区别主要在于核心“心脏部位”
压缩制冷中动力靠压缩机提供,吸收式制冷中靠的是盐的浓稀溶液吸收。
故压缩制冷中制冷剂一般是低沸点的,吸收式制冷就可以有高沸点的制冷剂比如水。
其中压缩制冷高压力工作部分有冷凝器,贮液器,过滤器,液管,膨胀阀,压缩机。
低压力工作部分有蒸发器回气管。

吸收式制冷机的循环流程
(此处可以参照图吸收式制冷与压缩制冷区别中吸收式制冷虚线左边部分)
以下是楼主在家里弄的一个简单的制冷实验,这里告诉你们,并不是什么东西都要买的,有些东西用身边的东西改造一下就好了。


运行大概30s左右,当然只是一个实验,所以看起来很简陋,玻璃瓶里吊着的小瓶中是酒精和水的混合液(楼主为了效果舍身冒险,故不要尝试),小瓶上接有毛细管(其实还是比较大雾化的不是很好),外接真空泵。
1.因为吧里已经有人发出此类制冷的帖子,这里就只放一些小型制冷的简单原理,不要指望会很专业。
2.一些基本的物理知识,
初中级:三态的变化中升华,融化,蒸发是吸热的,加快蒸发的方法有加快液体表面的气体流速、加热、增大液体与空气接触面积
高中级:降低压强可以降低液体的沸点,增大压强可以提高液体的沸点,蒸气过热等。
3.现在吧里所涉及到的制冷有电子制冷(制冷半导体)居多,压缩制冷和吸收式制冷基本没有涉及,故本帖对电子制冷,固体升华制冷、固体融解制冷、气体绝热膨胀制冷不会特别讲解,重点讨论液体蒸发制冷。(绝热去磁制冷和多级制冷就不要想了)
4.这里要先讲解一下大致的原理,制冷剂蒸发带走热量,收集制冷剂的蒸气冷凝液化,在蒸发带走热量往复循环。
制冷剂部分:这里制冷剂就有常温常压下可以沸腾的(比如液氨),常温常压下不能沸腾的(比如水)。
这里不讨论低沸点制冷剂。
制冷剂的选取:
①在蒸发器规定的温度下蒸发时蒸发压力高于大气压力,常温情况下有较低的冷凝压力就能液化,
②相同的制冷量下所消耗机械工越小越好,
③临界温度(k)高,常温下易液化。
④凝固温度要低,
⑤蒸发热值要大,液体比热小,
⑥相同制冷量下制冷剂的蒸汽比容要小,相对的压缩机尺寸可以做得小,
⑦化学性能稳定,不易变化,对电绝缘材料不影响其性能改变,
⑧对金属不产生腐蚀,如有腐蚀要采用特殊的合金材料和金属制造机件,
⑨对润滑油不产生分解氧化等化学反应,不影响润滑性能,如果与润滑油发生相互溶解时,⑩也不会使润滑油的粘度降低,
粘度小。
⑪ 不易燃易爆,对人体无害,并无特殊刺激臭味。
(注:制冷剂的选取请一定要以安全第一,酒精什么的易燃物请不要随便使用)
蒸发吸热部分:那么比较高沸点的制冷剂就有一个问题了,那就是常温下的快速蒸发问题,解决方法有降低压力和膨胀阀雾化(节流)。节流楼主这里做了个实验
未加热前毛细孔口温度

加热沸腾节流时毛细孔外口温度

未加热时瓶内毛细孔口处蒸气温度

加热时瓶内毛细孔口处蒸气温度

未加热前毛细管与空气初交汇处温度


以及一次实验的视频
鉴于吧里不太可能制作大型的制冷,所以在节流方面就不使用膨胀阀而改用毛细管了。
毛细管可以隔绝两室的压力同时可以雾化液体,原理是节流。
吸收式制冷与压缩制冷区别

由此可见两种制冷方式的区别主要在于核心“心脏部位”
压缩制冷中动力靠压缩机提供,吸收式制冷中靠的是盐的浓稀溶液吸收。
故压缩制冷中制冷剂一般是低沸点的,吸收式制冷就可以有高沸点的制冷剂比如水。
其中压缩制冷高压力工作部分有冷凝器,贮液器,过滤器,液管,膨胀阀,压缩机。
低压力工作部分有蒸发器回气管。

吸收式制冷机的循环流程

以下是楼主在家里弄的一个简单的制冷实验,这里告诉你们,并不是什么东西都要买的,有些东西用身边的东西改造一下就好了。


运行大概30s左右,当然只是一个实验,所以看起来很简陋,玻璃瓶里吊着的小瓶中是酒精和水的混合液(楼主为了效果舍身冒险,故不要尝试),小瓶上接有毛细管(其实还是比较大雾化的不是很好),外接真空泵。