冰箱如何製冷? 冰箱製冷原理說明!

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炎炎夏日即將到來,打開冰箱取出冰涼的飲料是多麼令人愉快的事情。不過為什麼冰箱能夠維持內部低溫呢?變頻冰箱跟傳統冰箱又有什麼不同呢?本次將帶各位了解冰箱背後的製冷原理。

冰箱的歷史

冰箱的概念可以追溯到19世紀初,當時人們使用裝滿冰塊的冰箱來保存食物。隨著技術的發展,第一台電動冰箱於1918年問世, William C. Durant 推出第一台帶有獨立壓縮機的家用冰箱,從此改變了食品儲存的方式,到了20世紀中葉,冰箱已經成為不可或缺的家用電器。

冰箱製冷原理

現代冰箱主要由四個基本組件構成:壓縮機、冷凝器、蒸發器和膨脹閥。壓縮機是冰箱的心臟,負責推動製冷劑循環。冷凝器和蒸發器則分別扮演釋熱和吸熱的角色。膨脹閥控制製冷劑從高壓區向低壓區流動,是整個製冷循環的調節器。

我們知道當液體蒸發成氣體時,會從周圍環境中吸收熱量,而冰箱則是基於這個簡單的原理來運作,當冰箱內部的製冷劑在蒸發器中蒸發的時候,會吸收內部空間的熱量,從而降低冰箱內部的溫度,達到冷藏食品的效果。

而整個製冷循環始於壓縮機,壓縮機將製冷劑壓縮成高溫高壓的氣體,這些氣體隨後流入冷凝器,氣體釋放熱量並冷凝成液態。接著,這些液態製冷劑通過膨脹閥進入蒸發器,膨脹閥會降低製冷劑的壓力,使其部分蒸發,並在這一過程中吸收冰箱內部的熱量。最後,製冷劑再次被壓縮機吸入,重新開始下一個循環。

冰箱製冷原理
圖1 冰箱製冷原理

什麼是變頻冰箱?

隨著技術不斷進步,變頻冰箱這個詞也耳熟能詳,那變頻冰箱跟傳統冰箱有什麼差別呢?簡單來說,變頻技術的核心在於能夠根據冰箱內部的製冷需求,動態調整壓縮機的運作速度。

傳統冰箱無法調節壓縮機運轉速度,壓縮機在達到設定的低溫後會自動關閉,當溫度升高到某一閾值時再次開啟,壓縮機頻繁地開啟和停止不僅會增加能量消耗,也會導致內部溫度波動較大,影響食物的保存狀態。

相較之下,變頻冰箱的壓縮機可以在不同速度下運轉,根據製冷需求提供恰到好處的製冷效能。當冰箱內部需要快速降溫,或者門頻繁開啟後,壓縮機可以加速運轉以快速降溫;而當達到設定溫度後,壓縮機則會以較低速度運轉,維持定溫。這樣的作法不僅較為節能,同時也能減少冰箱運轉的噪音,讓冰箱內部溫度控制更加穩定。

主廚結語

本次簡單與各位介紹冰箱的原理,沒想到簡單的物理原理只要運用的好,也能為現代生活帶來革命性的進步。冰箱不僅提高了我們的生活品質,也展示物理定律落實在生活中的智慧。隨著科技不斷進步,未來冰箱將會更加節能高效,為生活帶來更多便利。如果對這類文章有興趣的話,歡迎追蹤科技雞湯Facebook,持續關注最新消息!

參考資料

  1. 家電懷舊之旅-冰箱的歷史 (energypark.org.tw)
  2. 物理新知–電冰箱的原理 (cuhk.edu.hk)

 

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