最常見的壓縮機制冷

一般制冷機的制冷原理壓縮機的作用是把壓力較低的蒸汽壓縮成壓力較高的蒸汽，使蒸汽的體積減小，壓力升高。制冷系統內制冷劑的低壓蒸汽被壓縮機吸入并壓縮為高壓蒸汽后排至冷凝器。同時軸流風扇吸入的室外空氣流經冷凝器，帶走制冷劑放出的熱量，使高壓制冷劑蒸汽凝結為高壓液體。高壓液體經過過濾器、節流機構后噴入蒸發器，并在相應的低壓下蒸發，吸取周圍的熱量。同時貫流風扇使空氣不斷進入蒸發器的肋片間進行熱交換，并將放熱后變冷的空氣送向室內。如此室內空氣不斷循環流動，達到降低溫度的目的。

黑科技

壓縮機制冷現在非常普遍，今天，溫格老劉就帶您一起了解即將應用在制冷領域還有那些“黑科技”帶您看看不一樣的技術！

1一、半導體制冷：

半導體制冷又稱電子制冷，或者溫差電制冷，是從50年代發展起來的一門介于制冷技術和半導體技術邊緣的學科，它利用特種半導體材料構成的P-N結，形成熱電偶對，產生珀爾帖效應，即通過直流電制冷的一種新型制冷方法。

優缺點：

優點：

1、不需要任何制冷劑，可連續工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易。

2、半導體制冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控、程控、計算機控制，便于組成自動控制系統。

3、半導體制冷片熱慣性非常小，制冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷片就能達到最大溫差。

4、半導體制冷片的單個制冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯的方法組合成制冷系統的話，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。

5、半導體制冷片的溫差范圍，從正溫90℃到負溫度130℃都可

缺點：

1、半導體制冷片具有兩種功能，既能制冷，又能加熱，制冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠大于1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和制冷系統。

2、半導體制冷片的反向使用就是溫差發電，半導體制冷片一般適用于中低溫區發電。

2二、二氧化碳制冷：

CO2常溫常壓下是氣態，在常溫一定壓力下可以凝結成液體（乃至固體），壓力撤銷后迅速蒸發（升華），帶走大量熱，達到降溫的目的。

（一）CO2制冷劑具有的主要優勢

1．CO2是天然物質，ODP=0，GWP=1。使用CO2作為制冷工質，對大氣臭氧層沒有破壞作用，可以減少全球溫室效應，來源廣泛，勿需回收，可以大大降低制冷劑替代成本，節約能源，從根本上解決化合物對環境的污染問題，具有良好的經濟性。

2．CO2安全無毒、不可燃，并具有良好的熱穩定性，即使在高溫下也不會分解出有害的氣體。萬一泄漏對人體、食品、生態都無損害。

3．CO2具有與制冷循環和設備相適應的熱物性。分子量小，制冷能力大，0℃的單位制冷量比常規制冷劑高5～8倍，因而對于相同冷負荷的制冷系統，壓縮機的尺寸可以明顯減小，重量減輕，整個系統非常緊湊；潤滑條件容易滿足，對制冷系統常見材料無腐蝕，可以改善開啟式壓縮機的密封性能，減少泄漏。

（二）CO2制冷劑存在的主要缺點及分析

1．CO2臨界壓力較高（7.38MPa），因此CO2跨臨界制冷循環的工作壓力較傳統的亞臨界兩相制冷循環的工作壓力高得多，約為傳統制冷工質CFC或HCFC系統壓力的６～８倍。

2．CO2單級壓縮跨臨界循環的性能系數COP比相同溫度條件下的R12、R22、R134a等常規制冷劑的制冷性能系數都低。針對CO2制冷循環性能系數低的缺點，學者們經研究探索發現，完全可以通過完善系統循環方式、優化系統設備來解決，如采用雙級壓縮和采用膨脹機回收一部分膨脹功的措施加以改善，來提高制冷循環效率。有理論分析表明，采用膨脹機CO2跨臨界循環的效率要高于常規制冷工質的節流膨脹循環。

3三、磁制冷技術磁制冷作為一項高新綠色制冷技術，與傳統壓縮制冷相比具有如下競爭優勢：無環境污染：由于工質本身為固體材料以及可用水來作為傳熱介質，消除了因使用氟利昂、氨及碳氫化合物等制冷劑所帶來的破壞臭氧層、有毒、易泄漏、易燃、易爆等損害環境的缺陷；高效節能：磁制冷的效率可達到卡諾循環的30%~60%，而氣體壓縮制冷一般僅為5%~10%，節能優勢顯著；易于小型化：由于磁工質是固體，其熵密度遠遠大于氣體的熵密度，因而易于做到小型化；穩定可靠：由于無需壓縮機，運動部件少且轉速緩慢，可大幅降低振動與噪聲，可靠性高，壽命長，便于維修。

磁制冷就是利用磁熱效應，又稱磁卡效應(Magneto—Caloric Efect，MCE)的制冷。磁熱效應是指磁制冷工質在等溫磁化時向外界放出熱量，而絕熱去磁時溫度降低，從外界吸收熱量的現 象，這和氣體的壓縮一膨脹過程中所引起的放熱一吸熱的現象相似。

優點：無氟、環保、節能、無噪音、能效是壓縮機制冷技術的4倍

缺點：成本高、價格高

4四、全空氣制冷

全空氣空調系統用于消除室內顯熱冷負荷與潛熱冷負荷的全空氣系統。不需要任何制冷劑，依靠空氣制冷制熱。該系統中空氣必須經冷卻和去濕處理后送入室內。至于房間的采暖可以用這同一套系統來實現，即在系統內增設空氣加熱和加濕（也可以不加濕）設備；也可以用另外采暖系統來實現。集中式全空氣空調系統是用得最多的一種系統形式，尤其是空氣參數控制要求嚴格的工藝性空調大多采用這種系統。

優點：環保、舒適

缺點：能耗大、一次性投資高

5五、核制冷-同位數制冷

氦-3是氦的同位素，含有兩個質子和一個中子。它有許多特殊的性質。根據稀釋制冷理論，當氦-3和氦-4以一定的比例相混合后，溫度可以降低到無限接近絕對零度。在溫度達到2.18k以下的時候，液體狀態的氦-3還會出現“超流”現象，即沒有黏滯性，它甚至可以從盛放它的杯子中“爬”出去。然而，當前氦-3最被人重視的特性還是它作為能源的潛力。氦-3可以和氫的同位素發生核聚變反應，但是與一般的核聚變反應不同，氦-3在聚變過程中不產生中子，所以放射性小，而且反應過程易于控制，既環保又安全，但是地球上氦-3的儲量總共不超過幾百公斤，難以滿足人類的需要。科學家發現，雖然地球上氦-3的儲量非常少，但是在月球上，它的儲量卻是非常可觀的。

6六、黑體制冷

輻射冷卻材料，未來地球建筑的防熱外衣。空調耗能占到了美國建筑物能源消耗的15%左右；創紀錄的高溫日數還會在未來幾十年繼續上升。這兩個事實指向一個難題：在逐漸變暖的世界，我們如何在減少能源消耗的同時還能冷卻工作和生活環境？

美國斯坦福大學的研究人員認為，部分解決方案是讓吸熱建筑材料能吸收陽光并將熱能發散到外層空間。這一輻射冷卻概念起源于上世紀80年代，工程師發現擁有金屬涂層的材料可以從建筑物上吸熱，并暢通無阻地將熱量輻射至地球大氣層外。

但輻射冷卻從來沒有真正應用過，沒有人能制造出這樣一種材料。為了解決這個問題，斯坦福大學研究團隊創建了一種非常有效的“鏡面”。這種材料由二氧化鉿和二氧化硅以及一層銀、鈦和硅構成的基層組成，能夠反射97%的太陽光。二氧化硅原子表現得像個小天線，在帆板一側吸收空氣中的熱，另一側則釋放出熱量。這種材料的輻射波長在8納米到13納米之間。對這些波長來說，地球大氣層簡直就是透明的，所以熱量可以耗散到太空中，而非加熱建筑物周圍的空氣。即使陽光直射，直徑20厘米的硅片冷卻器也能將溫度降低到比周圍空氣低5攝氏度。

優點：零能耗、零噪音、零污染、安裝簡單

未來有可能取代我們壓縮機制冷技術的可能是“黑體制冷”，如果該項技術能應用到市場對于人類是一項重大的發明。