科学大院:实现制冰自由,究竟靠什么黑科技?( 二 )


1834年 , 英国的雅可比·珀金斯试制成功用乙醚为工质的制冷机 , 采用人力转动 , 可以连续工作 。
1844年 , 美国的戈里医生利用空气为介质制造了一台给医院制造冰块与低温空气的制冷机 。
戈里的制冷机原理是:通过气体泵提高空气的压力 , 增压后同时又升温的空气经过冷却水 , 被冷却到与环境相当的温度又保持着此前的压力 , 此时再让高压空气膨胀 , 这时空气的温度骤降 , 这些低温的空气可以拿来给水降温从而制造冰块 , 也可以给夏日的医院提供冷风 。
随着戈里医生的制冷机原型得到推广 , 在随后的几十年里 , 各式各样的制冷机推陈出新 , 其中应用最为广泛的是根据液体蒸发吸热来制冷的蒸汽压缩式制冷机 , 根据所选择的制冷剂不同 , 可以分为下面的几种类型 。
1. 采用氨的蒸汽压缩制冷机
这一类制冷机与空气介质制冷机相似却又不同 。 我们都知道 , 液体蒸发会带走大量的热 , 这一部分热量叫做相变的潜热 , 也就是远大于物质温度变化的显热 。
蒸汽压缩制冷机正是利用了这一特性 , 首先将氨蒸汽通入压缩机中升压 , 得到了高温、高压的氨蒸汽;再用室温的冷水或者冷风将它降温 , 带走它的热量 , 氨蒸汽就此被冷凝;冷凝后的液体氨还保持着很高的压力 , 这时将它通入膨胀阀中 , 和前面的空气制冷机类似 , 高压介质膨胀降温 , 我们就得到了低温的液体氨 。 制冷机中的低温液体继续向前流动到需要制冷的管路中 , 液体介质快速蒸发 , 从环境中吸收了大量的热量 , 便创造了人们需要的低温环境(比如冰场) 。
这就是一直沿用至今的蒸汽压缩制冷循环 , 在19世纪的60年代 , 所有制冷的需求都可以用氨制冷循环来满足 , 但它存在着致命的缺点——氨易爆炸 , 且有毒 。

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