綠色電冰箱的壓縮機

采用蘭金循環的直線式壓縮機電冰箱一般采用蒸汽一壓縮循環,即所謂的蘭金循環。係統由一個蒸發器和一個壓縮機構成。流體製冷劑在蒸發器內從高壓狀態向低壓狀態移動,逐漸變成氣體狀態,壓縮機提高製冷劑的壓力和溫度,用一個冷凝器釋放出熱量並使製冷劑回到液體狀態。在這個過程中,壓縮機通過一根曲軸和連接杆連到電動機驅動裝置。

美國正在開發一種蘭金循環的直線式壓縮機,即采用直線式運動電動機,連接到壓縮機的活塞上,不需要采用曲軸和連接杆。這種方法的優點是:運動部件少,不需要油作潤滑劑,容易調整製冷能力,簡單地改變驅動電壓就可以調節活塞的運動幅度,從而改變從製冷劑中釋放出來的熱量。華盛頓環保局進行的估算表明:這種壓縮機在美國電冰箱廠廣泛使用之後,每年可使電廠的二氧化碳排放減少9.1×109千克。

單壓縮機/雙蒸發器的洛倫茲循環對於兼有冷藏室和冰凍室的冰箱,一般采用雙壓縮機係統:一個壓縮機用於冷藏室,另一個壓縮機用於冷凍室。單壓縮機/雙蒸發器的洛倫茲循環也具有雙壓縮機的相應優點,它采用具有不同蒸發溫度的混合製冷劑。

這種係統省電的原因是因為冷藏室在較高的溫度下製冷,處於較為有效的工作條件下,隻有冷凍室才工作在效率較差的低溫條件。美國馬裏蘭大學正在開發一種先進的洛倫茲循環冰箱,將使電耗減少20%左右。

采用斯特林循環的製冷裝置在這種製冷裝置中,製冷劑始終保持在氣體狀態。壓縮時變熱,膨脹時變冷,氣體永遠不液化。這種裝置采用的電機與直線式壓縮機中使用的電機相同,再配以真空隔熱,能耗顯著降低。據一家歐洲公司稱:在具有超級隔熱壁的電冰箱中安裝的斯特林製冷機,功耗小於8瓦,全年耗電不到70千瓦時。

變頻控製日本三菱電機公司的MR-JF48D,MR-J45R兩款冰箱采用變頻式電動機控製壓縮機。通常轉速為3000轉/分,夜間或白天無人開門時,轉速降為2700轉/分。

當放入食品需急凍或製冷時,轉速升高為3600轉/分。采用變頻控製以後,MR-JF48D冰箱的耗電量由以前的75千瓦時/月降到52千瓦時/月;MR-J45R冰箱耗電量更是由71千瓦時/月降為36千瓦時/月。

新型冰箱

光能冰箱

法國最近研製成功一種不用電的“光能綠色冰箱”。冰箱內設有太陽能電池,直接利用太陽能製冷。

其工作原理是:在低溫時,活性炭吸附甲醇,當甲醇蒸發時,吸收冰箱中的熱,使冰箱中的水溫降低,當降到0℃時,水就結成冰。白天,陽光接收器吸收太陽能,使活性炭溫度升高,釋放出甲醇,甲醇變為液體流回儲存器。夜晚,外界溫度降低,活性炭周圍壓力減小,將循環冷卻係統的甲醇抽回,再次被活性炭吸附。

聲能冰箱

采用立體揚聲器產生聲波,用聲波壓縮和膨脹裝在塑料板內冷卻管中的氦和氬混合氣體。作為熱交換器的塑料板從壓縮的氣體吸收熱量並將熱量沿著內部的管道傳到冰箱外。在膨脹階段氣體冷卻並從冰箱內吸收較多熱量。

與此類似,還有一種變害為利的噪聲製冷冰箱,其外形呈圓筒狀,圓筒外麵是玻璃纖維板,筒內充滿無公害的惰性氣體。筒的一端被封閉,另一端則是振動膜片盒。膜片盒與音圈、導線和磁鐵相連。當多種噪聲的聲波作用於彈性膜片盒時,迫使筒內氣體膨脹,產生的熱量由玻璃纖維板迅速散失,達到降溫製冷目的。

氫氧化物“冰箱”

俄羅斯勞動保護研究院研製成功一種可帶在身上的“冰箱”,適於在高溫環境下工作的人員使用。這種“冰箱”隻有手掌大,用氫氧化鈉溶液配製成製冷劑,製冷劑包在塑料藥膜內。“冰箱”每充冷一次,可持續使用4小時。

鐵電冰箱以色列拉脫維亞大學研製出一種不需要壓縮機,沒有任何機械部件和不耗電的冰箱。這種冰箱是由鐵電體構成的薄片係統,鐵電體是鉛和稀土元素的化合物,能直接在電場作用下升溫和降溫。

磁熱冰箱

美國的科研人員根據磁熱效應的製冷原理,研製出“磁熱綠色冰箱”。這種冰箱雖然也用電作為電源,但不裝壓縮機,不用氟利昂。體積小、耐用,效率比現有冰箱提高1倍。其工作過程是:用镓等磁性材料製成的小珠填滿一個空心圓環,繞軸旋轉,轉到冰箱外側的半個環,受到磁場的作用,放出熱量;而轉至冰箱內側的半個環,由於失去磁場的作用,從冰箱內吸取熱量。磁性材料製成的小珠填滿的圓環不斷循環,使冰箱保持冷凍的狀態。