製冷電器

製冷電器

製冷電器用於冷凍、冷藏物品和製作冷飲料的一類家用電器。主要有冰櫃、冷凍箱、冷飲機、冰淇淋器、製冰機等。

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正文

用於冷凍、冷藏物品和製作冷飲料的一類家用電器。主要有冰櫃冷凍箱、冷飲機、冰淇淋器、製冰機等。
簡史 1834年,美國人J.帕金斯在封閉系統中利用易揮發的乙醚液體氣化製冷,並獲得專利。這台裝置由手動壓縮機、水冷式冷凝器和裝在液體冷卻器內的蒸發器組成。同年,L.W.賴特在英國研製成功用壓縮空氣膨脹法製冰的機器。1844年,美國醫生J.戈里首先將他研製的空氣式壓縮制冷機用於商業製冷和空氣調節中。
1855年,法國人F.卡雷設計成功二氧化硫吸收式和氨吸收式制冷機。1859年前後,他又設計了一台用氨作為製冷劑,用水作為吸收劑的製冰機。1890年,蒸氣噴射和機械式蒸氣壓縮製冷裝置付諸實際使用,吸收製冷裝置也開始普及。
機械製冷初期,裝置龐大,價格高,效率低,使機械製冷的使用範圍受到限制。到1920年,少數家庭有了冰櫃。從1930年開始,製冷裝置趨於小型化,效益更高,並採用新型安全的製冷劑,以及開發分馬力(小於1馬力)電動機,使製冷工業得到迅速的發展。
製冷原理 按照製冷方式分,主要有壓縮式製冷、吸收式製冷和熱電製冷(又稱半導體製冷)等。壓縮式製冷是利用壓縮機對封閉系統中的氣態製冷劑進行壓縮,製冷劑在循環流動中經過冷凝、乾燥過濾、節流膨脹、蒸發,實現製冷功能。它可使用電動機或電磁振盪作為動力。吸收式製冷是利用充入封閉系統中的氨、氫、水的連續擴散吸收作用實現製冷功能。它可以使用電、煤氣、煤油、液化石油氣、天然氣、太陽能等多種能源作為動力。熱電製冷是利用半導體材料的珀耳帖(Peltier)效應實現製冷功能。
冷飲機 製作冷飲料的製冷電器。採用電機壓縮式製冷原理製冷。壓縮機對充入系統內的製冷劑氟利昂作功,氟利昂在流動過程中發生相變,在蒸發器內液態製冷劑蒸發,吸收飲料的熱量;在冷凝器內氣態製冷劑被外界空氣(或水)冷卻而液化,放出熱量。如此不斷循環,使飲料降溫。
冷飲機有浸漬式、噴射式等。噴射式是冷飲機的代表機型(圖1 )。它由貯罐、噴射泵組件、製冷系統、溫度控制器等組成。噴射泵自貯罐底部吸入飲料,沿噴淋管送至貯罐上部,噴灑在筒形換熱器頂面上,對飲料進行冷卻。當飲料溫度降到設定溫度時,溫度控制器斷開電路,冷飲機停止工作。

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噴射式冷飲機的容量一般為15~50l,飲料冷卻溫度1~7℃,壓縮機輸出功率100~250W。
冰淇淋器 製作冰淇淋的製冷電器。有帶製冷系統和不帶製冷系統之分。前者多用於冷飲服務業,後者多用於家庭。兩者都是在邊冷卻、邊攪拌的過程中製取冰淇淋。
不帶製冷系統的冰淇淋器有兩種:①用碎冰冷卻的冰淇淋器。設有內、外兩個金屬圓筒,外筒外壁敷設隔熱層,內筒中盛放預先配製好的冰淇淋液,內外筒之間的環狀空間由人工鋪裝食鹽、水和足夠多的碎冰塊,由於食鹽降低了溶液的冰點,所以,鹽水溶液溫度保持在0℃以下,使之與內筒壁間有良好的換熱。製作冰淇淋時,用一台微電機通過減速機構帶動攪拌器,在內筒中以低速攪拌冰淇淋液。由於冰淇淋液的熱量不斷被冷鹽水吸收,溫度逐漸降低,最後形成由凍的晶粒、空氣和液體組成的鬆軟的冰淇淋。②在冰櫃冷凍室內冷卻的冰淇淋器。只設一個盛放冰淇淋液的金屬圓筒,圓筒中盛放預先配製好的冰淇淋液,裝好攪拌器,微電機通過減速機構帶動攪拌器低速攪拌冰淇淋液,其熱量不斷被冷凍室蒸發器吸收,溫度逐漸降低,待冰淇淋液凍結到一定硬度,裝在內部的彈簧機構動作,使微電機停止轉動,製成冰淇淋。
製冰機 製作食用冰塊的製冷電器。按冰塊的成形方式,分為冰模成形式製冰機(圖2)、螺鏇送進式製冰機和板狀冰式製冰機幾種。製冰機的製冰能力以24小時製冰的千克數表示,通常,製冰能力40kg以下的為小型機,40~110kg的為中型機,110kg以上的為大型機。冰塊重25g左右。

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①冰模成形式製冰機。製冰時,水泵從水槽吸水,通過均勻分布的噴水嘴,將水由下向上噴灑在倒置的冰模模腔(蒸發器)內,使部分水凍結在冰模上,另一部分水回流到水槽中。經過不斷噴水、結冰,冰模中的冰層厚度逐漸增加。當冰模結滿冰時,時間繼電器動作,斷開壓縮機和水泵電源,脫模電熱器電源接通,對冰模加熱,使凍結在冰模內的冰塊表面融化,並在重力作用下,自動落入貯冰槽中。然後,時間繼電器按照預先設定的時間斷開脫模電熱器電源,並接通壓縮機和水泵電源,再次開始製冰。冰模成形式製冰機體積小,製冰效率高,但蒸發器結構及供水系統比較複雜。
②螺鏇送進式製冰機。這種製冰機的蒸發器為螺鏇筒狀,當電動機帶動減速機構使螺鏇緩慢轉動時,供水系統提供的淨水也同時被螺鏇向上推進,並在推送過程中逐漸被冷卻而凍結。到螺鏇筒的最上端,水被凍成硬冰,通過切割機構,將硬冰切割成冰塊。螺鏇送進式製冰機結構複雜,但製冰效率很高。
③板狀冰式製冰機。製冰原理與冰模成形式製冰機相同。它採用平板式蒸發器製作板狀冰。當冰板厚度達到規定值時,利用壓縮機排出的高溫高壓製冷劑氣體使冰板表面融化,繼而滑落到電熱絲切割柵中,被切割成冰塊。板狀冰式製冰機的供水製冰系統較簡單,使用維修方便,所製冰塊透明度高。
參考書目
 川平睦義著,張友良、彭伯彥譯:《封閉式制冷機》,輕工業出版社,北京,1987。(川平睦義著:《密閉形凍凍機》,社法人日本凍凍協會,昭和56年。)
 北京市成人教育學院編:《電冰櫃與空調器原理》,北京出版社,北京,1987。

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