书城童书无处不在的物理(人生解密)
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第55章 刚通上电,电冰箱就偷懒吗

同学们,你们有没有遇到过这种状况:有时候用不着电冰箱了,我们可能会将它关上一段时间,可是等我们想用时,打开开关,它却安然不动,过上一会儿才慢慢启动起来,通了电还不起作用,这是什么原因呢要想弄清这个问题,首先要弄清电冰箱的工作原理,下面就压缩式冰箱介绍一下。压缩式电冰箱是电机压缩式电冰箱的简称,它主要由以下三个部分构成:箱体、制冷系统与控制系统。而其中最关键的是制冷系统。现在就来看看制冷系统是如何工作的。它是利用物态变化过程中的吸热现象,使气液循环,不断地吸热和放热,以达到制冷的目的。其具体过程是:通电后压缩机工作,将蒸发器内已吸热的低压、低温气态制冷剂吸入,经压缩后,形成温度为55℃~58℃,压强为112.8帕的高压、高温蒸汽,进入冷凝器。由于毛细管的节流,使压力急剧降低。因蒸发器内压力低于冷凝器压力,液态制冷剂就立即沸腾蒸发,吸收箱内的热量变成低压、低温的蒸汽,再次被压缩机吸入。如此不断循环,将冰箱内部热量不断地转移到箱外。

因此,夏天用冰箱来冷却房间,不但达不到效果,反而会使其内部温度升高。通过以上分析,我们知道只要压缩机一工作,其机体内就有高压存在,并且在断电后,要有段时间才能消失,这就是冰箱为什么不能在关机后立即开机的原因。

下面详细分析一下其内在机理。电冰箱在运行过程中,其制冷系统压缩机的吸气侧移为低压侧,其压力略高于大气压力。压缩机的排压侧移为高压侧,压强高达117007帕左右,两侧的压强差很大(压力差也很大),停机后两侧系统仍然保持这个压力差,如果立即启动,压缩机活塞压力加大,电机的压动力矩不能克服这样的压力差,使电机不能启动,处于堵转状态,这就使得旋转磁场相对于转子的转速加快,磁通量的变化率加大了,从而导致电机绕组的电流剧增,温度升高,如果时间长,很有可能烧毁电机。因此要求停机后过4~5分钟再启动。

夏天用冰箱来冷却房间是不可能的,我们就循规蹈矩地使用空调吧,可是空调的制冷原理和电冰箱的有什么不同呢空调和家用冰箱的制冷原理是完全一样的,和大型冷库的制冷原理也是一样的,主要就是四大部件:1.压缩机——把低温低压的气态制冷工质压缩成高温高压气态。2.蒸发器——释放出冷气的那部分。制冷工质在这里由液态转化为气态,吸收热量。3.冷凝器——释放出热气的部分,高温高压的气态制冷工质在这里冷却成为液态。4.节流阀——控制制冷工质流量的地方,在冰箱上就是毛细管,只是冰箱的压缩制冷机在冰箱的后边,在室内,空调的压缩制冷机在室外,多是悬挂在窗外的。压缩机把液态的制冷剂送入蒸发管里,让它汽化,吸收热量,然后再送回压缩机液化放出热量。压缩机把冰箱里面的热量送到冰箱外面了,而空调制冷的时候和冰箱同理,到了冬天它就反过来,要把室外的热量送到室内了,相当于把一定体积的空气的一定热量送到屋子里面了。外面温度很低的时候,空调外面的机器的散热片后面的蒸发管是回接冰的,这个时候有的空调就会启动化霜的程序,把屋内的热量又送到屋外去,但是风机不转,空气没有对流,于是没有冷的感觉。