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各种冰箱的制冷原理是什么?如何挑选冰箱?

字号:TT 2019-08-21 11:40 来源:北京科学中心 我要评论(0)

家电网-HEA.CN报道:压缩机冰箱在家用冰箱中最为常见,其制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等几个部分组成,其循环制冷原理和过程会对环境有一定的不利影响。

冰箱可以说是每个人生活中必不可少的家用电器之一。尤其到了盛夏,随着气温的上升,食物中的各种酶类物质的活性上升,使得食物容易变质。

同时,高温也是很多氧化反应的天然催化剂,更加快了食物霉变和腐烂的速度,因此食物到了夏季很难保存。

冰箱可以利用低温延长食物的保存期限。

水果、饮料和冰淇淋是很多人防暑降温的利器,它们同样也离不开冰箱。

现在市面上冰箱的种类五花八门,半导体冰箱、压缩机冰箱、风冷冰箱等等,让人目不暇接,难以抉择。

各类冰箱的制冷原理是怎么样的呢,它们各有什么优缺点,我们又该如何按需选择呢?下面,跟着小编来了解下吧。

压缩机冰箱

压缩机冰箱在家用冰箱中最为常见,其制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等几个部分组成,其循环制冷原理和过程会对环境有一定的不利影响。

其制冷过程大致如下:

首先,压缩机将制冷气体压缩并加热,并使其通过盘状的冷凝器。

气体会在冷凝管中冷凝成液态,同时将热量散发出去,变成高压状态的冷凝液体,这也是为什么我们会发现冰箱装有盘状冷凝管的那一面摸起来总是很烫。

冷凝液体流过膨胀阀,降压后进入蒸发器,在蒸发器中,低压的制冷剂液体吸收冰箱内部的热量(吸热制冷),转变成低压气体。

然后,制冷气体再次流入压缩机中,开始下一次制冷过程,形成一个完整的自循环制冷系统。

风冷冰箱

所谓风冷冰箱,也就是人们常说的无霜冰箱,顾名思义,它最大的特点就是“无需除霜”。

风冷冰箱本质上也是压缩机冰箱,是利用冰箱内的蒸发器产生冷气,再通过风扇实现冷气的循环流动,使冷空气均匀分布在冰箱内的各个间室,而且不会产生冰霜。

半导体冰箱

半导体冰箱在市面上也被叫作“电子冰箱”,电子冰箱一般体积较小,多用于车载使用,其制冷系统主要由绝热层、散热板和半导体制冷芯片构成。

半导体芯片的制冷原理与物理学中的帕尔贴效应密不可分,该效应指的是载流子(如电子、空穴)在半导体中运动可以形成电流,由于载流子在不同的材料中处于不同的能级,根据能量守恒原理,载流子从低能级向高能级运动时会吸收能量(从外界吸热),反之则会释放能量(向外界放热)。

半导体冰箱内的制冷芯片就是由一对热电偶(两种不同材料组成的热点效应元件)组成的。

当接通直流电源,由于芯片内采用的P型和N型半导体的电学性能不同,在交界处存在势能差。

当电荷从低势能位置向高势能位置运动时,就会吸收外界的热量,达到制冷效果。

而类似地,改变电流方向,电荷反向运动,电荷从高势能处落向低势能处,释放能量(以热量的形式),半导体冰箱就会制热,变成保温箱。

制冷原理示意图

级联在一起的制冷芯片示意图

 

冰箱的挑选

压缩机、半导体和风冷冰箱都各有优缺点和适用范围,在购买时应该按需选择。

压缩机式的冰箱制冷效率较高,制冷速度快,能够满足大多数食物保存所需的低温条件,容积也较大,能满足家庭的保存需求。

但同时,压缩机式冰箱体积过大,更适合在家中使用,不便于车载或外出携带。

同时,由于它需要达到的最低温度可能较低,冰箱的功率较大,耗电量也大,同时在制冷时有机械转动等步骤,会产生一定的噪音。

压缩机式冰箱更适合于成员较多的家庭使用,能够满足较低的制冷温度和较大的容量需求。

风冷冰箱的最大优势就是制冷过程一般不会产生冰霜,因此保存的食物不容易出现味道相串或表皮发干等现象。

但风冷冰箱的市场价格和维修费用一般较高,能源消耗更大,噪音更明显,不利于用户体验好感度的提升。

但由于风冷冰箱能够最大程度地保留食物最本来的味道,因此受到大众及中高端消费者的喜爱和追捧,成为了当下冰箱市场的主流。

半导体式冰箱因为不含有制冷剂,机器的震动和倾斜并不会影响正常的制冷。

而且半导体制冷片制冷时间很快,可以通过改变电流和电压实现对冰箱温度的精准控制。

半导体式的电子冰箱一般体积较小,重量也轻,便于车载和外出携带,临时保存食物,功率相对较低,比较节能环保。

但是,电子冰箱虽然温度调节快,但可调节的温度范围却较窄,而且受到周围环境温度的影响,一般无法达到制冰所需的低温,无法保存冰淇淋等食品。同时其体积过小,难以满足家用需求。

半导体式电子冰箱更适合放在车辆、宿舍内,或者在外出郊游时临时保存冷饮使用。

总之,不同类型的冰箱在制冷原理和性能表现上都各有千秋,大家在选购时可以根据自己的需求和偏好进行选择。

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