制冷知識以及制冷技術的應用-制冷維修技術

1、何謂制冷
冷和熱是同一范疇的兩個物理概念，都是物質分子運動平均動能的標征。日常生活中常說的“熱”或“冷”是指溫度高低的相對概念，是人體對溫度高低感覺的反應。
在制冷技術中所說的冷，是指某空間內物體的溫度低于周圍環境介質（如水或空氣）溫度而言。因此“制冷”就是使某一空間內物體的溫度低于周圍環境介質的溫度，并連續維持這樣一個溫度的過程。

2、何謂人工制冷
我們都知道，熱量傳遞終是從高溫物體傳向低溫物體，直至二者溫度相等。熱量決不可能自發地從低溫物體傳向高溫物體，這是自然界的可觀規律。
然而，現代人類的生活與生產經常需要某個物體或空間的溫度低于環境溫度，甚至低得很多。例如，儲藏食品需要把食品冷卻到0℃左右或－15℃左右，甚至更低；合金鋼在-70℃～－90℃低溫下處理后可以提高硬度和強度。而這種低溫要求天然冷卻是達不到的，要實現這一要求必須有另外的補償過程（如消耗一定的功作為補償過程）進行制冷。這種借助于一種專門裝置，消耗一定的外界能量，迫使熱量從溫度較低的被冷卻物體或空間轉移到溫度較高的周圍環境中去，得到人們所需要的各種低溫，稱謂人工制冷。而這種裝置就稱謂制冷裝置或制冷機。

3、我國制冷的發展簡史
人類 早的制冷方法是利用自然界存在的冷物質－冰、深井水等。我國早在周朝就有了用冰的歷史。到了秦漢，冰的使用就更進了一步，據《藝文志》記載：大秦國有五宮殿，以水晶為柱拱，稱水晶宮，內實以冰，遇夏開發。”這實質是我國 早的空調房間。到了唐朝已生產冰鎮飲料并已有了冰商。冰酪、奶冰也發源于中國，是冰淇淋的雛形，在元朝時由意大利著名旅行家馬可·波羅帶到了歐洲。
人工制冷至今在世界上才有100多年的歷史。舊中國制冷工業基本上是空白，解放前上海只有幾家很小的“冰箱廠”且只搞維修業務，全國冷庫也僅有幾座。解放后，制冷工業得到飛速發展，特別是八十年代通過引進國外先進技術，使我國的制冷、空調產品打入了國際市場。

4、制冷體系的劃分
制冷服務對象不同，要求的制冷溫度也不同。在工業生產和科學研究上，人們通常根據制冷溫度的不同把人工制冷分為“普冷”和“深冷”兩個體系。一般把制取溫度高于－120℃的稱為“普冷”、低于－120℃的稱為“深冷”。其中深冷又可分為深度制冷、低溫制冷與超低溫制冷。
由于低溫范圍的不同，制冷系統的組成也不同，因此，根據食品制冷要求，本課程我們只介紹普通制冷溫度范圍內的蒸氣壓縮制冷。

5、實現制冷的途徑
制冷的方法很多，可分為物理方法和化學方法。但絕大多數為物理方法。目前人工制冷的方法主要有相變制冷、氣體絕熱膨脹制冷和半導體制冷三種。
①.相變制冷 即利用物質相變的吸熱效應實現制冷。如冰融化時要吸取80 kcal/kg的熔解熱；氨在1標準大氣壓下氣化時要吸取327kcal/kg的氣化潛熱；干冰在1標準大氣壓下升華要吸取137kcal/kg的熱量，其升華溫度為－78.9℃。目前干冰制冷常被用在人工降雨和醫療上。
②.氣體絕熱膨脹制冷 利用氣體通過節流閥或膨脹機絕熱膨脹時，對外輸出膨脹功，同時溫度降低，達到制冷的目的。
③. 半導體制冷 珀爾帖效應告訴我們：兩種不同金屬組成的閉合電路中接上一個直流電源時，則一個接合點變冷，另一個接合點變熱。但是純金屬的珀爾帖效應很弱，且熱量通過導線對冷熱端有相互干擾，而用兩種半導體（N型和P型）組成的直流閉合電路，則有明顯的珀爾帖效應且冷熱端無相互干擾。因此，半導體制冷就是利用半導體的溫差電效應實現制冷地。目前溫差電制冷只用在小型制冷器中，如電子計算機恒溫冷卻、精密測量儀器的冷源及精密機床的油箱冷卻器等等，都是溫差電制冷。
利用物理現象制冷的方法還有很多，我們不一一介紹。目前生產實際中廣泛應用的制冷方法是：利用液體的氣化實現制冷，這種制冷常稱為蒸氣制冷。它的類型有：蒸汽壓縮式制冷（消耗機械能）、吸收式制冷（消耗熱能）和蒸汽噴射式制冷（消耗熱能）三種。

6、制冷技術的應用
隨著制冷工業的發展，制冷技術的應用也日益廣泛，現已滲透到人們生活和生產活動的各個領域，從日常的衣、食、住、行，到尖端科學技術都離不開制冷技術。
①.空調工程
空調工程是制冷技術應用的一個廣闊領域。光學儀器儀表、精密計量量具、紡織等生產車間及計算機房等，都要求對環境的溫度、濕度、潔凈度進行不同程度的控制；體育館、大會堂、賓館等公共建筑和小汽車、飛機、大型客車等交通工具也都需有舒適的空調系統。
②.食品工程
易腐食品從采購或捕撈、加工、貯藏、運輸到銷售的全部流通過程中，都必須保持穩定的低溫環境，才能延長和提高食品的質量、經濟壽命與價值。這就需有各種制冷設施，如冷加工設備、冷凍冷藏庫、冷藏運輸車或船、冷藏售貨柜臺等。
③.機械與電子工業
精密機床油壓系統利用制冷來控制油溫，可穩定油膜剛度，使機床能正常工作。對鋼進行低溫處理可改善鋼的性能，提高鋼的硬度和強度，延長工件的使用壽命。多路通訊、雷達、衛星地面站等電子設備也都需要在低溫下工作。
④.醫療衛生事業
血漿、疫苗及某些特殊藥品需要低溫保存。低溫麻醉、低溫手術及高燒患者的冷敷降溫等也需制冷技術。
⑤. 國防工業和現代科學
在高寒地區使用的發動機、汽車、坦克、大炮等常規武器的性能需要作環境模擬試驗，火箭、航天器也需要在模擬高空條件下進行試驗，這些都需要人工制冷技術。人工降雨也需要制冷。
⑥.家用冰箱及空調等日常生活方面也是制冷技術的應用。
總之，制冷技術的應用是很廣泛的，隨著國民經濟的發展，科學技術的進步，人民生活水平的不斷提高，制冷技術的發展與應用將會走向新的領域。