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古今中外制冷技術的發展

   2021-07-02 子琪318
核心提示:現代制冷技術作為一門科學,是19世紀中期和后期發展起來的。在此之前,追溯到人類的祖先,人們很早已懂得冷的利用和簡單的人工制冷了。

現代制冷技術作為一門科學,是19世紀中期和后期發展起來的。在此之前,追溯到人類的祖先,人們很早已懂得冷的利用和簡單的人工制冷了。用地窖作冷儲室、用泉水冷卻儲藏室已有5000年歷史。

我國古代,勞動人民用天然冰進行食品冷藏和防暑降溫。《詩經》中有記述農民全年勞作的詩,其中有:……,二之曰鑿冰沖沖,三之日納于凌陰.……”詩經》幽風·《七月》),說的是農民每年二月份到河里去鑿冰,三月份將冰儲存到地窖中(“二之日”、“三之日”,分別指周歷的二月和三月?!皼_沖”即“砰砰”的打冰聲?!傲桕帯奔幢选?/span>)。又,《周禮》中有“凌人復頒冰掌事”的記載??梢姡覈谙惹貢r代已將采冰、儲冰納為一項季節性的常規勞作,并已設有專門掌管冰窖的行政機構(即“掌事")。魏國曹植所寫的《大暑賦》中有這樣的詩句“積索冰于幽館,氣飛積而為霜”,這說明當時已懂得將天然冰作空調之用了。

西方最早來中國考察的意大利人馬可.波羅在他的《馬可·波羅游記》一書中,對中國制冰和造冰窖的方法有詳細記述。

古埃及出土的大約2500年前的壁畫中,畫有奴隸手持棕擱拂甩去扇多孔性的陶制器皿,同時不斷在外面灑水,使器皿外的水通風蒸發,由于蒸發吸熱,器皿內的水會結冰。這是較早的人工制冰。

以上列舉的只是古代人對天然冰的收藏、利用和簡單的人工制冰,還談不上制冷技術。

1755年,愛丁堡的化學教授庫侖(William Cullen)利用乙醚蒸發使水結冰,他的學生布拉克(Black)從本質上解釋了融化和汽化現象,導出了潛熱的概念,并發明了冰熱器,標志著現代制冷技術的開始。

1831年,在倫敦工作的美國發明家波爾金斯(Perkins)造出了第一臺以乙醚為工質的蒸氣壓縮式制冷機,并正式呈請了英國第6662號專利,這是后來所有蒸氣壓縮式制冷機的雛型。這臺機器的重要進步是實現了閉合循環,但所使用的工質乙醚易爆。到了1875年,卡列(Carre)和林德(Linde)用氨作制冷劑。從此,蒸氣壓縮式制冷機開始占了統治地位。

在此期間,空氣絕熱膨脹會產生顯著溫降的現象開始用于制冷。1811年,美國醫生高里(Gorrie)用封閉循環的空氣制冷機為發燒病患者建立了一座空調站,空氣制冷機使他一舉成名。威廉·西門斯(William Siemens)在空氣制冷機中確立了回熱器原理。

1859年,卡列發明了氨水吸收式制冷系統,申請了原理專利。

1873年,美國人皮克(Byok)制造了第一臺氨壓縮機,并迅速得到應用。

1910年左右,馬利斯(Maurice)發明了蒸氣噴射式制冷系統。

20世紀20年代,凱利(Carrier)等開發了離心式制冷壓縮機。

基本原理性研究之后近一個世紀以來,制冷的發展步伐在很大程度上受機器及制冷劑發展的制約。1930年起,以下一些創新和進步改變了人工制冷的進程:全封閉壓縮機的成功開發(美國通用電器公司);米杰里(Midgley)發現氟里昂制冷劑并用于壓縮式制冷機;混合制冷劑的應用;伯寧頓(Pennigton)發明回熱式除濕器循環;空氣一空氣熱泵的出現。


 
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