1、制冷循环系统
风冷式冷冻机主要基于蒸气压缩式制冷循环。它包括四个基本部件:压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。首先,压缩机吸入来自蒸发器的低温低压制冷剂蒸气,然后对其进行压缩,使制冷剂的压力和温度升高,变成高温高压的气体。例如,在使用氟利昂作为制冷剂时,压缩机可以将其压力提升到 1 - 2MPa 左右,温度升高到 70 - 90℃。
高温高压的制冷剂气体进入冷凝器。冷凝器是风冷式冷冻机的关键部件之一,它利用风扇驱动的空气来冷却制冷剂。当热的制冷剂气体通过冷凝器的盘管时,空气流过盘管表面,带走热量,使制冷剂气体逐渐冷却并凝结成高压液体。这个过程就像我们在日常生活中看到的热的水蒸气遇到冷的物体后会凝结成水滴一样。
高压液体制冷剂通过膨胀阀。膨胀阀的作用是节流降压,它使制冷剂的压力和温度急剧下降,变成低温低压的液体 - 气混合物。这些低温低压的制冷剂进入蒸发器,蒸发器也是一个盘管结构。在蒸发器中,制冷剂吸收周围介质(通常是被冷却的物体或流体)的热量而汽化,从而实现制冷的目的。例如,在工业冷却中,当冷却液体通过蒸发器的盘管时,制冷剂会从液体中吸收热量,使液体温度降低。
2、空气冷却过程
风冷式冷冻机的冷凝器通过风扇来促使空气流动进行冷却。风扇将外界的空气吸入,使其经过冷凝器的散热盘管。空气在吸收了制冷剂的热量后温度升高,然后被排到周围环境中。为了保证冷却效果,冷凝器的盘管通常采用翅片式设计,增加了与空气的接触面积。例如,在一些风冷式冷冻机中,翅片的间距和厚度是经过精心设计的,一般翅片间距在 2 - 5mm 之间,这样可以在保证空气流通的同时,最大限度地提高热交换效率。