熱量能自發(fā)的從高溫系統(tǒng)向低溫系統(tǒng)轉(zhuǎn)移,而不需要附加任何條件,比如:熱水可以自然的放涼。但熱量不能自發(fā)的從低溫系統(tǒng)向高溫系統(tǒng)轉(zhuǎn)移,一杯涼水放在桌子上不會(huì)自發(fā)的熱起來。這是自然規(guī)律。
人工制冷的目的是使熱量從低于環(huán)境溫度的被冷卻對象中轉(zhuǎn)移到環(huán)境冷卻介質(zhì)中去,并在必要長的時(shí)間內(nèi)維持這個(gè)低溫。簡單的說是要使熱量從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境轉(zhuǎn)移,這個(gè)過程不能自發(fā)的完成,必須付出一定代價(jià),即要消耗一定的能量,要有一個(gè)能量補(bǔ)償過程。熱水可以放涼,但不能涼到比環(huán)境溫度還低。
那么熱量怎樣才能從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境轉(zhuǎn)移呢,這主要利用了物質(zhì)發(fā)生相變時(shí)伴有吸放熱現(xiàn)象的自然物理規(guī)律。液體汽化要吸收熱量,氣體液化要放出熱量。正是利用了液體汽化吸熱達(dá)到了使被冷卻物體降溫的目的。自然界里一些物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸騰溫度一般在0℃以上,但有些合成物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn) 大氣壓下的沸騰溫度能達(dá)到零下幾十?dāng)z氏度,比如R12的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-29.8℃,R22的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-41.2℃,R717的標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)為-33.4℃,這就為降溫到零下溫度創(chuàng)造了條件。我們把這類用來蒸發(fā)制冷,實(shí)現(xiàn) 熱量轉(zhuǎn)移的物質(zhì)叫制冷劑。
為了把被冷卻物質(zhì)溫度降低,我們把制冷劑節(jié)流降壓,使其蒸發(fā)吸熱,這樣就達(dá)到了降溫的目的。但這些制冷劑的合成有一定的成本,釋放到大自然也會(huì)造成污染和危害,不能使用一次就排放掉,所以要回收,要想辦法讓其循環(huán)制冷,要循環(huán)制冷必須讓它再液化,這就要用制冷機(jī)。
蒸汽壓縮式制冷機(jī)由四大部件構(gòu)成,分別為壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。四大部件分別完成四大過程,即壓縮過程、冷凝過程、節(jié)流過程、蒸發(fā)過程。四大部件用管道連接成一個(gè)封閉系統(tǒng),制冷劑在制冷機(jī)里面循環(huán)流動(dòng),通過控制它的狀態(tài)變化實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移。在蒸發(fā)器里降壓后的制冷劑液體吸熱蒸發(fā)變成低溫低壓蒸氣,吸熱過程使被冷卻物質(zhì)溫度降低,制冷劑蒸汽經(jīng)壓縮機(jī)吸入加壓后變成高溫高壓蒸汽送到冷凝器,在冷凝器中對外放熱,高溫高壓蒸汽經(jīng)冷卻冷凝變成高壓常溫液體,這種高壓液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后再送到蒸發(fā)器中循環(huán)使用。
制冷劑在蒸發(fā)器中由液體汽化吸收熱量,在冷凝器中由蒸汽變?yōu)橐后w放出熱量,通過這兩個(gè)相變過程實(shí)現(xiàn)了熱量轉(zhuǎn)移,把熱量從低溫系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到了高溫系統(tǒng)??梢哉f,制冷機(jī)耗功工作推動(dòng)制冷劑循環(huán),是實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移的基本條件,制冷劑是熱量轉(zhuǎn)移的載體。
上述描寫應(yīng)該說清楚了熱量是怎樣轉(zhuǎn)移的這個(gè)問題。
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