在美國，幾乎每家每戶的廚房中都配有冰箱。每隔15分鐘左右，您就會聽到電機啟動，它神奇地使所有物品保持低溫。如果沒有冰箱，我們只能丟棄剩菜，而無法將它們留到下頓吃。
冰箱是深刻改變了人類生活的現代奇蹟之一。在人們發明冰箱之前，儲存肉類的唯一方法是醃製，而在夏季喝到冰鎮飲料更是一種奢望。
本文將說明冰箱如何實現這一奇蹟。另外，我們還要了解休閒車中常見的冷包裝、電子冷卻器和丙烷冰箱。
冰箱的作用
冰箱的基本作用是使食物保持低溫。低溫有助於延長食品的保鮮時間。冷藏的基本原理是減少細菌（所有食品都含細菌）的活動，使細菌需要用更長的時間才能使食品變質。
比如，如果您把牛奶放在廚房的臺面上，在室溫下過兩到三個小時後，牛奶會因細菌作用而變質。不過，如果降低牛奶的溫度，可以保鮮一到兩個星期。冰箱內的低溫可減少細菌的活動，達到此保鮮效果。
將牛奶冰凍可完全停止細菌活動，牛奶可儲存幾個月（直到凍灼等作用以非細菌方式使牛奶變質）。
冷藏和冰凍是如今最常用的兩種食品保鮮方式。有關其他食品保鮮方法的更多資訊，請參見食品保鮮的奧秘。
冰箱的部件
冰箱的基本原理很簡單：冰箱利用液體蒸發吸收熱量。您可能注意到**沾上水會感覺涼爽。
水在蒸發時，會吸收熱量，使您感到清涼。擦拭酒精會感覺更涼爽，因為酒精的蒸發溫度較低。冰箱中使用的液體（即製冷劑）會在極低的溫度蒸發，使冰箱內部保持冰凍溫度。
如果您把冰箱的製冷劑放在**上（這絕對不是個好主意），它在蒸發時會使**凍傷。
所有冰箱（或空調系統）都由五個基本部件組成：
壓縮機熱交換管，冰箱外部呈彎曲或盤曲狀的管道
安全閥熱交換管，冰箱內部呈彎曲或盤曲狀的管道
製冷劑，冰箱內蒸發以製造低溫的液體
很多任務業冰箱使用純氨作為製冷劑。純氨會在-32攝氏度時蒸發。
冰箱的基本工作原理如下：
1. 壓縮機壓縮製冷劑氣體。這將公升高製冷劑的壓力和溫度（橙色），而冰箱外部的熱交換線圈幫助製冷劑散發加壓產生的熱量。
2. 當製冷劑冷卻時，製冷劑液化成液體形式（紫色），並流經安全閥。
3. 當製冷劑流經安全閥時，液態製冷劑從高壓區流向低壓區，因此它會膨脹並蒸發（淺藍色）。在蒸發過程中，它會吸收熱量，發揮製冷效果。
4. 冰箱內的線圈幫助製冷劑吸收熱量，使冰箱內部保持低溫。然後，重複該迴圈。
這基本上解釋了冰箱的工作原理，但似乎不能讓人滿意。現在，讓我們用幾個真實示例闡述冰箱的工作原理。
理解冷藏
要理解冰箱內部的工作原理，您需要進一步了解製冷劑。下面的兩個實驗有助於您理解冰箱的工作原理。
如果您按下面的思路來思考第二個實驗，就會得到非常有意思的結論：想象一下，某種生物能在200攝氏度的烤箱中舒適地生存。該生物認為200攝氏度是最舒適的溫度（就像人類感覺21攝氏度最舒適）。
如果該生物生活在200攝氏度的烤箱中，烤箱中的一杯水在100攝氏度沸騰燒乾，那麼它對水的感覺如何呢？它會認為沸水非常冷。畢竟沸水比該生物認為舒適的200攝氏度低100攝氏度。
這兩者的溫差很大！
（這與人類對液態氮的感覺很相似。我們認為21攝氏度很舒適。液態氮的沸點是-195.
56攝氏度。因此，如果您在廚房桌子上放一壺液態氮，它的溫度會是-195.56攝氏度。
液態氮會蒸發完，而您會感覺非常冷。）
現代冰箱使用再生迴圈，以重複利用同一製冷劑。想象一下烤箱中的生物和那杯水，您就能理解製冷劑的工作原理。烤箱中的生物按以下四個步驟可以創造再生迴圈：
1. 烤箱中的氣溫為200攝氏度。杯中的水逐漸蒸發，水溫保持在100攝氏度，但產生很多溫度為200攝氏度的蒸汽。我們想象一下，該生物用乙個大袋子收集這些蒸汽。
2. 當所有水蒸發完後，它把蒸汽加壓到鋼製容器中。在加壓過程中，蒸汽溫度公升高到427攝氏度，仍為蒸汽。現在，鋼質容器對於生物而言非常「熱」，因為容器中是427攝氏度的蒸汽。
3. 鋼質容器向烤箱中的空氣散發多餘的熱量，最終降回200攝氏度。在此過程中，容器中的高壓蒸汽液化為高壓水（就像打火機中的丁烷一樣，參見側欄）。
4. 此時，生物將鋼質高壓容器中的水倒入壺中，水立即開始沸騰，溫度降至100攝氏度。
現在，通過重複這四個步驟，該生物可以重複利用這些水不斷地製冷。
下面我們將說明這四個步驟如何體現在冰箱上。
您家廚房的冰箱利用類似上文所述的迴圈。不過，在冰箱中，該迴圈是連續不斷的。我們假定下例所用的製冷劑為純氨，沸點為-32.78攝氏度。冰箱保持低溫的原理如下：
1. 壓縮機壓縮氨氣。對氣體（橙色）加壓時，壓縮氣體會發熱。
2. 冰箱背面的線圈使熱氨氣散發熱量。氨氣在高壓條件下液化為液態氨（深藍色）。
3. 高壓液態氨流經安全閥。
您可以把安全閥想象成乙個小孔。孔的一側是高壓液態氨。孔的另一側是低壓區（因為壓縮機從該側吸入氣體）。
4. 液態氨會立即沸騰並蒸發（淺藍色），溫度降至-32.78攝氏度。這使冰箱內部保持低溫。
5. 壓縮機抽吸冷氨氣，不斷重複該迴圈。
此外，如果您曾在炎熱的夏天開啟汽車空調，然後停車，您可能聽到過引擎蓋下發出嘶嘶的噪音。該噪音是高壓冷凍液流經安全閥發出的聲音。
純氨氣體的毒性很大，如果冰箱發生洩漏，會威脅人的生命安全，因此所有家用冰箱都不使用純氨。您可能聽說過cfc（氯氟化碳）製冷劑，它最初由杜邦在20世紀30年代研製成功，並作為氨的無毒替代品使用。cfc-12（二氯二氟甲烷）的沸點幾乎與氨相同。
不過，cfc-12對人體無毒，可以安全地用在廚房中。很多大型的工業冰箱仍然使用氨。
20世紀70年代，人們發現cfc會破壞臭氧層。因此，到20世紀90年代，所有新冰箱和空調都改用對臭氧層危害較小的製冷劑。
汽油冰箱和丙烷冰箱
如果您擁有休閒車或在沒有電源的地方使用冰箱，您很可能使用汽油或丙烷供電的冰箱。這些冰箱非常有意思，因為它們沒有活動部件，並且使用汽油或丙烷作為主要的能量**。另外，它們利用燃燒丙烷產生的熱量，使冰箱內部保持低溫。
汽油冰箱使用氨作為冷凍劑，並利用水、氨和氫氣產生氨的持續迴圈。該冰箱由五個主要部件組成：
發生器：產生氨氣
離析器：將氨氣與水分離開來
冷凝器：熱氨氣在這裡冷卻並液化，生成液態氨
蒸發器：液態氨在這裡蒸發，使冰箱內部保持低溫
吸收器：吸收水中的氨氣
迴圈的工作原理如下：
1. 向發生器供熱。熱量來自燃燒的物體，如汽油、丙烷或煤油。
2. 發生器中是氨的水溶液。熱量使溶液的溫度公升高到氨的沸點。
3. 沸騰的溶液流向離析器。在離析器中，水和氨氣分離開來。
4. 氨氣向上流向冷凝器。冷凝器由金屬線圈和翅翼組成，允許氨氣散熱並冷凝為液體。
5. 液態氨流向蒸發器，在蒸發器中與氫氣混合並蒸發，使冰箱內保持低溫。
6. 氨氣和氫氣的混和氣體流向吸收器。在吸收器中，離析器中收集的水和氨氣、氫氣混合。
7. 氨氣溶解於水，並釋放氫氣，氫氣流回蒸發器。氨的水溶液流向發生器，重複該迴圈。
此頁非常詳細地描述了該過程。
電冷卻器
您可能見到過不使用冰塊的新型冷卻器，只需插到汽車的香菸打火機中即可。這些冷卻器利用一種叫做珀耳帖效應（即熱電效應）的過程，以電子形式製冷。
您可以用一節電池、兩根銅絲和一根鉍絲（或鐵絲）製造珀耳帖效應。只需將銅絲連線到電池兩極，然後在兩根銅絲之間連線鉍絲（或鐵絲）。鉍（/鐵）和銅必須相互接觸，正是該接點產生珀耳帖效應。
電流從銅絲流向鉍絲的接點會發熱；而電流從鉍絲流向銅絲的接點會變冷。熱接點位置的溫度最多可比環境溫度低4.5攝氏度左右。
要產生珀耳帖效應，熱接點應位於冰箱外部，冷接點位於冰箱內部。通常情況下，您應製造包含很多接點的模組，以擴大該效應。有關珀耳帖效應的詳細資訊，請參見本文結尾的鏈結。
冷包裝提到冷藏和冷凍，不知道您是否用過「速凍包裝」中一種類似裝滿液體的塑膠袋的冷包裝。如果您擊打、搖晃它，它會變得非常冷。這是怎麼回事？
冷包裝內的液體是水。水中另有乙個裝有硝酸銨肥料的塑膠袋或管道。當您擊打冷包裝時，管道會破裂，使水和肥料混合。
該混合物產生吸熱反應，即吸收熱量。溶液的溫度會下降至1.67攝氏度左右，並保持10至15分鐘。
冰箱的工作原理
5 防凍加熱裝置 常用於雙門間冷式電冰箱中。裝在蒸發器接水盤的底面 風扇葉孔圈以及溫感風門溫控器體表面等部分，用於防凍加熱，確保電冰箱正常工作。6 箱內風扇電動機和照明裝置 風扇電動機用於雙門間冷式電冰箱，與壓縮機電動機同時運轉，其作用是帶動風葉旋轉，使箱內冷氣按給定線路強制迴圈。在運轉時，不論開啟...
電冰箱工作原理
電冰箱的種類與各種類電冰箱工作的原理 共有下列9種致冷的原理 1 壓縮式電冰箱 由電動機提供機械能,通過壓縮機對致冷系統作功.致冷系統利用低沸點的致冷劑 或稱冷媒 蒸發時,吸收汽化熱的原理製成的.優點 壽命長,使用方便,目前世界上 91 95 的電冰箱屬於這一類.2 吸收式電冰箱 該種電冰箱利用熱源...
冰箱工作原理解析
根據 2013 2017年中國冰箱行業市場前瞻與投資機會分析報告 統計分析，冰箱按照分類的不同，工作原理有以下9種 1 壓縮式電冰箱 該種電冰箱由電動機提供機械能，通過壓縮機對製冷系統作功。製冷系統利用低沸點的製冷劑，蒸發汽化時吸收熱量的原理製成的。其優點是壽命長，使用方便，世界上91 95 的電冰...