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蒸汽压缩式制冷循环

1834
  • Oliver Evans
  • Jacob Perkins
  • Alexander Twining
Vapor-compression refrigeration system in mechanical engineering lab.

(图片仅供参考)

蒸汽压缩循环是 热力学 大多数热泵都采用这种工艺。它包括四个阶段:制冷剂蒸汽的压缩、冷凝成高压液体并释放热量、通过阀门膨胀成低压液/气混合物,以及蒸发成低压蒸汽并吸收热量。该循环有效地逆转了热能的自然流动方向。

蒸汽压缩循环是现代制冷和供热的基石。 泵 技术。它利用了物理原理。 潜热 汽化是指物质在液态和气态之间发生相变时吸收或释放大量能量的过程。该循环使用一种称为制冷剂的易挥发性流体。

整个过程始于压缩机,压缩机吸入低压低温的制冷剂蒸汽,并将其压缩成高压高温的过热蒸汽。这需要大量的机械功。接下来,高温蒸汽流入冷凝器(一个热交换器),在那里它将热量释放到较温暖的环境中(例如夏季的室外空气),并冷凝成高压液体。第三阶段是膨胀阀(或毛细管),高压液体在此处经历快速的压力下降,导致闪蒸过程。闪蒸产生低压低温的液气混合物。最后,这种低温混合物进入蒸发器(另一个热交换器),在那里它从较冷的环境中(例如夏季的室内空气)吸收热量,使剩余的液体沸腾成蒸汽。然后,这种低压蒸汽返回压缩机,循环往复。通过改变冷凝器和蒸发器的功能,该系统可以提供制热而不是制冷。

UNESCO Nomenclature: 3322
– Mechanical engineering

类型

Thermodynamic Cycle

中断

Revolutionary

用法

广泛使用

前体

  • 约瑟夫·布莱克对潜热的理解
  • 波义耳定律和查理定律描述了气体的行为
  • 早期机械压缩机在工业过程中的发展
  • 发现像乙醚这样的挥发性液体在快速蒸发时会产生冷却作用

应用程序

  • 家用冰箱和冰柜
  • 建筑物和车辆的空调系统
  • 食品加工和化工厂的工业规模制冷
  • cryogenics for liquefaction of gases like nitrogen and oxygen
  • 大型商用暖通空调系统的冷水机组

专利:

  • GB Patent 6662 (Jacob Perkins, 1834)

潜在创新理念

  • 采用无油磁悬浮轴承压缩机,消除摩擦损失,提高可靠性
  • 用于冷凝器和蒸发器的微通道换热器,可增加表面积和传热效率
  • 电子膨胀阀可精确控制制冷剂流量,从而在更广泛的工况下提高效率。
  • refrigerant-free cycles using magnetic (magnetocaloric) or 声学 (thermoacoustic) principles
  • 用于冷却个人电子产品和微型机器人的小型化蒸汽压缩循环
  • 利用多个嵌套循环和不同制冷剂的级联制冷系统来实现超低温
  • 利用废热降低压缩机负荷的喷射器增强型制冷循环
  • 开发低全球变暖潜值(GWP)制冷剂以替代传统氢氟碳化合物
  • 太阳能热能吸收压缩混合循环
  • 利用制冷循环产生的废热进行生活热水供应的集成系统
Related to: vapor-compression, refrigeration cycle, refrigerant, compressor, condenser, expansion valve, evaporator, thermodynamics, phase change, heat transfer.

历史背景

蒸汽压缩式制冷循环

-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850
1850

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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