เหตุใดสารทำความเย็นจึงเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการทำความเย็นของตู้เย็น?

การตู้เย็นตั้งตรงตู้เย็นแนวนอนในท้องตลาดก็ใช้ระบบทำความเย็นด้วยอากาศ ระบบทำความเย็น ฯลฯ แต่สารทำความเย็นเหล่านี้ล้วนมีหลายประเภท ได้แก่ R600A และ R134A แน่นอนว่า “ตัวเร่งปฏิกิริยา” ในที่นี้หมายถึงการถ่ายเทพลังงาน นั่นคือ การกลายเป็นไอและการควบแน่นเพื่อให้เกิดการถ่ายเทความร้อน สำหรับคนทั่วไป เราเพียงแค่ต้องเข้าใจว่านี่เป็นส่วนสำคัญของระบบทำความเย็นของตู้เย็น

เพื่อให้คุณเข้าใจได้ง่ายขึ้น หลักการพื้นฐานของการทำความเย็นจะอาศัยวัฏจักรคาร์โนต์แบบย้อนกลับ โดยมีขั้นตอนสำคัญ 4 ขั้นตอนดังนี้

(1) การบีบอัด (ก๊าซอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง)

คอมเพรสเซอร์จะอัดก๊าซสารทำความเย็นอุณหภูมิต่ำและแรงดันต่ำให้กลายเป็นก๊าซอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง ส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างมาก (เช่น จาก -20°C ถึง 100°C)

(2) การควบแน่น (การกระจายความร้อนกลายเป็นของเหลว)

ก๊าซอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ปล่อยความร้อนผ่านพัดลมระบายความร้อน และเปลี่ยนเป็นของเหลวที่มีอุณหภูมิปกติและแรงดันสูงหลังจากการระบายความร้อน

(3) การขยายตัว (การระเหยแบบลดความดันแบบดูดความร้อน)

หลังจากที่ของเหลวที่มีแรงดันสูงผ่านวาล์วขยายตัว แรงดันจะลดลงอย่างรวดเร็ว ระเหยบางส่วนและดูดซับความร้อนรอบๆ เครื่องระเหย ส่งผลให้ภายในตู้เย็นเย็นลง

(4) การระเหย (ก๊าซอุณหภูมิต่ำและความดันต่ำ)

ของเหลวสารทำความเย็นที่อุณหภูมิและความดันต่ำจะระเหยหมดในเครื่องระเหย ดูดซับความร้อนในตู้เย็น แล้วจึงกลับไปที่คอมเพรสเซอร์เพื่อทำให้วงจรเสร็จสมบูรณ์

ณ จุดนี้ บทบาทสำคัญของสารทำความเย็นจะสะท้อนให้เห็นในการดูดซับความร้อนจากการเปลี่ยนสถานะและการคายความร้อน และกระบวนการดูดซับความร้อนจากการกลายเป็นไอจะทำให้ตู้เย็นเย็นลง

บันทึก:สารทำความเย็นจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในระบบปิดและนำมาใช้ซ้ำหลายครั้งโดยไม่ถูกนำไปใช้ คุณสมบัติทางกายภาพของสารทำความเย็น (เช่น จุดเดือดต่ำ ความร้อนแฝงสูง) เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการทำความเย็น

ตรงนี้ผมต้องอธิบายให้คุณทราบว่าผู้ใช้อาจสับสนระหว่างคำว่า "ตัวเร่งปฏิกิริยา" กับ "ตัวกลาง" สารทำความเย็นไม่ได้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี แต่ถ่ายโอนพลังงานผ่านการเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพ แต่ประสิทธิภาพของสารทำความเย็นส่งผลโดยตรงต่อผลการทำความเย็น (เช่น ประสิทธิภาพ อุณหภูมิ) เช่นเดียวกับความสำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเคมี แต่กลไกทั้งสองแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

คุณสมบัติ:

(1) ระเหยและดูดซับความร้อนได้ง่ายที่อุณหภูมิห้อง (เช่น จุดเดือดของ R600a คือ 11.7°C) มีความเสถียรทางเคมี และไม่สลายตัวหรือกัดกร่อนอุปกรณ์ได้ง่าย

(2) ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: ลดความเสียหายต่อชั้นโอโซน (เช่น R134a เข้ามาแทนที่ R12)

สารทำความเย็นเป็นสื่อกลางหลักของระบบทำความเย็นของตู้เย็นเชิงพาณิชย์ สารทำความเย็นจะถ่ายเทความร้อนผ่านการเปลี่ยนสถานะ คล้ายกับ “Heat Porter” ซึ่งปล่อยความร้อนภายในตู้เย็นออกสู่ภายนอกด้วยการหมุนเวียน เพื่อรักษาอุณหภูมิให้อยู่ในระดับต่ำ