冰箱在生活中常用于食物保鲜,那你知道冰箱是怎么制冷的吗?
冰箱是一种用来吸收食品热量的装置,其机身内的制冷剂可将食品中的热量吸收出来。冰箱的制冷剂一般为氟利昂,氟利昂是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称,又称“氟氯烃”或“氟氯烷”,可用符号“CFC”表示,氟利昂包括20多种化合物,其中最常用的是氟利昂-12(CCl2F2),其次是氟利昂-11(CCl2F)。
氟利昂既容易汽化又容易液化,汽化时吸热,液化时放热,冰箱就是利用氟利昂的这种特性来实现制冷的。液态的氟利昂经过很细的毛细管进入冰箱内冷冻室的管子,在这里汽化、吸收热量,使冰箱内温度降低。之后,生成的蒸汽又被电动压缩机压入冷凝器,在这里液化并把冰箱内带出的热量通过冰箱壁上的管子放出。氟利昂这样循环流动,冰箱冷冻室里就可以保持相对较低的温度。
除了利用氟利昂的特性来制冷,冰箱的零件也与制冷功能密不可分。比如打开冰箱就能看到的蒸发器是一根弯曲了很多次的管子,称为“蛇形管”,之所以设计成“蛇形管”是为了让氟利昂与食物有较多的接触面积,便于吸收热量。还有一根直径约为1-2毫米的管子,是使氟利昂循环流动的毛细管。在氟利昂流经此处时流速很快,到蒸发器时压力急剧降低,氟利昂便剧烈蒸发,再次汽化,从冰箱中继续吸收大量的热,从而使食物保持在相当低的温度。
虽然冰箱给大众的生活带来了方便,但是氟利昂的污染不可否认。氟利昂被排放到大气以后相当稳定,在对流层中是化学惰性气体,甚至可以滞留数十年甚至上百年。由于不能在对流层中自然被消除,使它们在对流层大气中的浓度急剧上升,并且只能缓慢地从对流层流向平流层。氟利昂在平流层中受到波长在175nm至220nm的紫外光照射,光解释放出氯原子,氯原子和臭氧反应能够生成ClO·分子,循环催化损耗臭氧。臭氧耗损导致地球表面紫外光的辐射增加,而紫外光辐射对皮肤、眼睛和免疫系统有着十分严重的不利影响。除此之外,紫外线辐射对植物也会造成负面影响。
但由于氟利昂会对大气造成污染,损耗臭氧层,导致地球表面紫外光的辐射增加,影响到人的皮肤、眼睛和免疫系统。现在,人们可以使用R-134a(四氟乙烷)、R-404A制冷剂、R-410A制冷剂代替氟利昂。