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How does a Refrigerator work? - YouTube
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你可曾想過你家的冰箱如何作動的嗎?
[3]
冰箱藉由簡單又有趣的科學原理
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成為了家中不可或缺的一部分
[12]
藉由基本的冰箱模型
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詳細解說現代冰箱的運作
[17]
揭密冰箱背後的良好能源轉換效率
[22]
基本的冰箱原理很簡單
[25]
藉由連續通過物體內溫度較低的冷媒來降溫
[32]
讓我們來看看冰箱內的冷媒是如何完成流動的
[37]
一個簡單的裝置叫做冷媒控制器
[39]
是冰箱最重要的組件
[41]
冷媒控制器內使用毛細管作為通道
[45]
冷媒藉由產生毛細管現象流動
[48]
為了確保更有效率流動
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冰箱必須確保入口處的冷媒處在高壓的狀態
[55]
冷媒被注入管道內
[58]
當冷媒流過時壓力往下掉
[61]
當壓力下降冷媒的沸點也跟著下降
[67]
沸點的下降使冷媒蒸發有足夠的能量
[72]
所以蒸發導致溫度下降
[75]
如果你觀察冷媒控制器的溫度時
[78]
你會發現到這一個現象
[83]
請注意只有在這一部分冷媒會產生蒸發作用
[86]
這是冷媒流動很重要的一部分
[89]
它應該要能夠在常溫下改變這個階段冷媒的壓力
[96]
下個階段很簡單
[98]
只要使冷媒通過冷卻冰箱內部
[105]
在吸收熱時
[106]
冷媒進一步蒸發和轉換成更純的蒸氣
[111]
在這個階段的熱交換
[115]
並沒有使冷媒的溫度增加
[117]
這種熱交換稱作蒸發
[123]
多虧了使用冰箱內蒸發器風扇
[126]
製造的氣流循環
[128]
得以保持不同等級的溫度
[133]
所以我們生產出想要的製冷效果
[136]
如果我們能把低壓冷媒轉變回最初的狀態
[139]
也就是變回高壓液態
[142]
我們將會重複這個過程
[144]
所以第一步就是提高壓力
[147]
壓縮機就是使用於這個目的
[151]
壓縮機會提高壓力讓它最初的壓力值
[155]
你可以看到這裡使用往復式壓縮機
[159]
然而在壓縮進行時
[162]
溫度會隨著壓力升高
[164]
是不允須這種事發生的
[167]
現在冷媒的狀態是屬於高壓氣態
[170]
為了將它轉換成為液態
[172]
我們會介紹另一項熱交換裝置
[174]
這個裝置設置在冰箱外邊
[177]
從而在它的周圍釋放熱量
[180]
冷媒將會從氣態轉換為液態
[183]
溫度也會達到正常水平
[184]
這個裝置被稱作為冷凝器
[187]
現在冷媒回到了最初的狀態
[189]
所以它可以在一次提供冷媒控制器
[195]
只要不停的重複這個循環
[197]
我們將能夠達到持續的製冷效果
[200]
進一步來說這個循環稱作蒸氣壓縮循環
[205]
冰箱的表現可藉由一個稱作
[208]
「表現系數」的公式求出來
[210]
公式是由輸出(熱吸收)÷輸入(使用的功率)
[214]
如圖，表現細數可以很簡單的由定義求出
[220]
這可能曾是最基本的冰箱
[223]
這冰箱理論上可以運轉流暢
[226]
但在實際中它會遇到許多的問題
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讓我們來看看問題然後要如何克服
[233]
最主要的問題就是冷凍室中結霜
[239]
在冷凍室內的空氣中含有水分子
[242]
所以當空氣接觸到蒸發器盤時
[245]
它們會凝結並在蒸發器盤周圍結霜
[250]
霜的表面會導致熱無法傳遞出去
[253]
而冰箱的效能則會隨著時間下降
[256]
最聰明的辦法就是藉由加熱管的幫助
[259]
定時去除結霜
[263]
這就是為什麼你的冰箱底部
[266]
會有一個水盆了
[272]
此外，在現代的冰箱中
[275]
你不會在你家冰箱後面看到冷凝器盤
[278]
取而代之的是較緊湊的設計
[284]
能夠達成緊湊的設計完全是藉由冷卻風扇的幫助
[286]
在這裡也達到了隔絕熱空氣的效用
[289]
而熱空氣也能在除霜進行時
[292]
用來蒸發除霜後流下來的水
[298]
改進過後冰箱看起來就像這樣
[302]
在冰箱各個部件的溫度分佈如圖所示，令人感到興趣
[307]
溫度經過毛細管的示意圖在這裡也更加詳細
[312]
你可以看到冰箱外部有兩條冷媒管
[315]
一條將液態冷媒從毛細管帶至蒸發盤（毛細管）
[318]
另一條則將氣態冷媒帶離蒸發器（回氣管）
[326]
當你觀察自家冰箱時，你只能看到外部只有一條線
[332]
為什麼會這樣呢?
[334]
冰箱最重要的部件是毛細管
[337]
毛細管需要不像彈簧般的裝置
[340]
它能夠成為如圖般細長的管線
[344]
新毛細管的溫度變化圖在這裡
[350]
你只有看到一條線是因為全都整合到回氣管裡頭
[359]
這簡單的裝置起了很大的作用
[363]
我們知道當冷媒吸收熱量的過程中，
[366]
本身的溫度並沒有提高
[369]
只有在溫度提高時才會
[373]
意味著如果我們將毛細管置於回氣管內
[378]
將會使毛細管內冷媒的溫度下降許多
[384]
這有效使毛細管內的溫度下降
[388]
創造了冷媒效率的進一步提升
[392]
另一方面，回氣管吸收的熱量
[395]
將會確保回氣管內的冷媒汽化較成功
[401]
這是有益的對於被設計用來只壓縮氣態冷媒的壓縮機
[407]
除露管被設計用來去除會對壓縮機運行造成影響的濕氣
[415]
現在我們來看看還有哪些改變進代冰箱的革新
[420]
"數字逆變器壓縮機"
[423]
壓縮機為所有冰箱的心臟
[426]
它也給整個冰箱系統帶來了生命
[430]
你可能會注意到舊冰箱裡的壓縮機
[432]
一下開一下關的
[435]
這叫做"單速運轉"
[436]
當內部溫度達到最佳狀態時
[440]
壓縮機會自行關閉
[442]
當溫度超過特定限制時
[444]
壓縮機將會自行啟動
[447]
所以你會發現內部的溫度控制不是很穩定
[451]
此外，突然的速度變化
[454]
會對壓縮機組件的耐久性產生不良影響
[459]
藉由數字逆變器壓縮機
[461]
壓縮機的速度可以改變
[465]
因此達到平穩和有效率的蒸發器的溫度控制
[469]
這裡控制器將交流電轉換成直流電作為動力
[473]
控制器藉由提供的電量和頻率
[475]
準確的控制了馬達的速度
[479]
一般大部分使用這種技術的馬達
[482]
稱作"直流無刷馬達"
[484]
數字逆變器壓縮機比單速運轉壓縮機
[487]
減少了至少40%的消耗
[490]
我們希望影片讓你對冰箱的運作有進一步的了解
[495]
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謝謝!!!!!!!!
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