冰箱热泵

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简介

制冷剂通常通过压缩机，逐渐提高气体压力并提高温度。然后，热气体通过“冷凝管”流向内部区域，该区域温度较高。如果冰箱或冷冻室的温度保持在华氏零度，则食物将保持在安全温度，以便可以储存并在3天或更长时间后食用。

图1：冰箱和热泵

然后将热量转移到房间，然后再次凝结成“液化”形式。热泵是“机械压缩”循环，可以反向使用以冷却或加热特定空间。

什么是冰箱？

冰箱主要用于分离气体、空气除湿、冷藏保鲜和气体冷凝。这被定义为有助于将热量从冷空间传递到热空间的物理设备。冰箱主要利用“机械工作”原理将热量从一个地方转移到另一个地方（Cui等人，2019）。

该机器的主要目的是从冷储库中去除热量。家用冰箱或空调装置的内部空间都遵循这一原理。

图2：冰箱

冰箱通常从“冷储库”（开尔文温度）吸收热量Qc，然后将热量 Qh 排放到“热储库”（开尔文温度）。电费是根据冰箱内部不断移动的电机（作为冷却剂通过线圈）消耗的能量计算的。

冰箱的组成部分

工业中有多种冷却和加热方法，但制冷循环方法比其他所有方法都更有效，因为该过程要快得多。该“制冷循环”的任务是从特定空间吸收热量并排出热量（Sayegh等人，2018）。“制冷循环”有时也称为“热泵循环”，表示将热量从需要冷却的空间中排出。此方法是通过结合水、空气和合成制冷剂来控制制冷剂的工作压力来实现的。这种方法通过膨胀和压缩循环工作。

图3：冰箱的组成部分

可以使制冷剂过程更容易的设备包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀装置。压缩机是“制冷循环”的起始步骤。它是逐渐提高气体工作压力的工具。压缩机主要有三种类型：螺杆式、活塞式和旋转式压缩机。接下来，冷凝器或“冷凝管”有助于“基本制冷”循环中的热交换。“膨胀装置”在制冷剂离开冷凝器后会降低工作压力（Wallerand等人，2018）。蒸发器被定义为制冷过程中第二个热交换器。它处理“业务端”的功能，即吸热。

冰箱的工作原理

冰箱的工作原理是其内部空间中的“制冷剂循环”将液体变成气体。家用冰箱或空调装置的内部空间都遵循特定的原理。这些有效的工作原理是分离气体、空气除湿、冷藏保鲜和气体冷凝。

图4：冰箱的工作原理

当冰箱中的液体变成气体时，就会发生蒸发过程。在这个过程中，周围区域会变冷，然后产生预期的效果。在冰箱中，排出高温的过程始于压缩机机制。有三种类型的压缩机可以完成此过程：螺杆式、活塞式和旋转式压缩机（superradiatorcoils，2021）。冰箱的压缩机通过施加力以使制冷剂流经“小体积管道”的方式机械地提高制冷剂流体的温度。“制冷剂液体”以低温低压气体的形式进入压缩机，然后以高温高压气体的状态离开压缩机。

热泵的应用

热泵的“机械压缩”循环可以逐渐反转以冷却或加热受控区域。热泵主要将热量排放到特定区域。两者都基于相反的原理。热泵的应用可用于空间供暖，用于加热房屋、温室和工作场所等区域。

图5：热泵

在热水加热中，热泵通常从家庭和工业设备中回收热量。在工艺加热方面，在各个行业中，这些热泵用于在反应开始前加热“工艺流体”（libretexts，2022）。在热回收过程中，利用热泵从其他反应中回收热量。

结论

制冷循环被定义为一种冷却方法，可以在炎热潮湿的日子为人们带来凉爽。冰箱的工作原理是保持特定区域和物品凉爽。冰箱的温度设定在华氏35-40度之间。冰箱的工作原理是反向“热机”。该机器从冷储库中吸收热量，然后根据已转移到“热储库”中的热量进行工作。

常见问题

Q1. 冰箱的简单表示是什么？

在冰箱中，有两个主要部分：温度较低的冷冻室和周围环境中温度较高的部分。冰箱的工作原理是“反向热机”。

Q2. 冰箱和热泵的主要区别是什么？

冰箱的作用是从特定区域去除热量，而热泵主要将热量排放到特定区域。因此，它们的工作原理相反。在冰箱中，排出高温的过程始于压缩机机制。

Q3. 冰箱中的膨胀阀和冷凝器是什么？

“流量控制”装置也称为冰箱的膨胀阀。该装置通常控制液体制冷剂或冷却剂进入“蒸发器”的流量。该装置非常灵敏且体积小。冷凝器中装有盘管状冷凝器，带有外部翅片，位于冰箱的背面。它有助于“气态制冷剂”的“液化”。

参考文献

期刊

Cui, Y., Zhu, J., Twaha, S., Chu, J., Bai, H., Huang, K., ... & Soleimani, Z. (2019). Techno-economic assessment of the horizontal geothermal heat pump systems: A comprehensive review. Energy Conversion and Management, 191, 208-236.

Sayegh, M. A., Jadwiszczak, P., Axcell, B. P., Niemierka, E., Bryś, K., & Jouhara, H. (2018). Heat pump placement, connection and operational modes in European district heating. Energy and Buildings, 166, 122-144. 来源：https://www.researchgate.net

Wallerand, A. S., Kermani, M., Kantor, I., & Maréchal, F. (2018). Optimal heat pump integration in industrial processes. Applied Energy, 219, 68-92. 来源：https://infoscience.epfl

网站

libretexts (2022). 关于：冰箱和热泵。来源：https://phys.libretexts.org [检索于2022年6月11日]

superradiatorcoils (2021). 关于四个主要的制冷循环组件。来源：https://www.superradiatorcoils.com [检索于2022年6月11日]