制冷技術(shù)

制冷技術(shù)是研究獲得低溫的方式及其機(jī)理和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，從廣義上講，凡是低于環(huán)境溫度的都稱為低溫。根據(jù)在不同的低溫溫度區(qū)域，獲得低溫的方法及研究對象，又可把制冷技術(shù)分為普冷技術(shù)和深冷技術(shù)。習(xí)慣上把普冷技術(shù)稱為制冷技術(shù)，把深冷技術(shù)稱為低溫技術(shù)。普冷技術(shù)研究的范圍是在普冷區(qū)，深冷技術(shù)研究的范圍是在深冷區(qū)，它們是以溫度 120K 為分界線。

從環(huán)境溫度到 120K (約-153 度)稱之為普冷區(qū)，從 120K 到絕對零度(-273.5 度)稱之為深冷區(qū)。( 20K 到 0K 也有稱為超低溫或低溫區(qū)的)獲得低溫的方式又很多，但總體上可分為物理和化學(xué)兩種。

物理方法制冷是運(yùn)用制冷劑在制冷系統(tǒng)中不斷的進(jìn)行狀態(tài)變化(既處于不同的熱力狀態(tài))來制冷。一切物質(zhì)都使由分子所組成的，而物質(zhì)分子又在不斷地運(yùn)動(dòng)。由于這種運(yùn)動(dòng)的能量大小表明了物體熱能的大小，故稱為熱運(yùn)動(dòng)。物體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大，人的感覺物體就熱一些，物體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能小，人的感覺物體就冷一些。

熱量只能自發(fā)的從高溫物體傳向低溫物體，而不能自發(fā)的從低溫物體傳向高溫物體，要把低溫物體的熱量傳到高溫物體必須借助外部的能量來實(shí)現(xiàn)。

制冷裝置借助制冷機(jī)來消耗外部的能量，利用物質(zhì)的狀態(tài)變化，把被冷卻物體的熱量傳給環(huán)境中的高溫物體來實(shí)現(xiàn)制冷的目的。

所利用的物質(zhì)通常稱為制冷工質(zhì)或制冷劑。

單級(jí)制冷系統(tǒng)的工作原理如圖它是由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器通過管道連接，形成一個(gè)密閉的制冷循環(huán)系統(tǒng)。

高壓常溫的制冷劑通過膨脹閥節(jié)流，變成低壓低溫的液體，在進(jìn)入蒸發(fā)器，低壓低溫的制冷劑液體在蒸發(fā)器中吸收了外部介質(zhì)的熱量而沸騰(汽化)，變成了低壓低溫的制冷劑氣體。制冷劑氣體被制冷壓縮機(jī)吸入，經(jīng)制冷壓縮機(jī)壓縮，變成了高壓高溫的制冷劑氣體，在排到冷凝器中與冷卻介質(zhì)(水或空氣)進(jìn)行熱交換，被冷凝成高壓常溫的液體。

這樣制冷劑便在系統(tǒng)中做了一次由液變氣又由氣變成液的制冷循環(huán)。從制冷機(jī)的排氣側(cè)到膨脹閥前的這一段管道，稱為高壓系統(tǒng)，它的壓力為冷凝壓力，對應(yīng)的溫度為冷凝溫度。

從膨脹閥到制冷機(jī)的吸氣側(cè)的這一段管道稱為低壓系統(tǒng)，它的壓力為蒸發(fā)壓力，對應(yīng)的溫度為蒸發(fā)溫度。

制冷劑在蒸發(fā)器中吸收的熱量Qo是以制冷機(jī)消耗的壓縮功Ai為代價(jià)而取得的，冷凝器排除的熱量Qk等于兩者之和，既：Qk=Qo+Ai。