回熱式氣體製冰機

回熱式氣體製冰機簡介

回熱式氣體製冰機是以氦氣或氫氣為工質，在封閉系統中套用回熱原理實現氣體製冰機循環以獲得低溫和冷量的機械。致冷溫度可在120K以下，屬深低溫設備。

回熱式氣體製冰機工作原理

回熱式氣體製冰機在氣體製冰機循環中增加一個回熱器，利用回熱原理降低膨脹前的工質溫度，以提高循環的熱效率。在機器內膨脹後的工質中的部分冷量回收於回熱器中，在下次循環中再加以利用。回熱式氣體製冰機具有效率高、結構緊湊、起動快、操作方便和溫度範圍寬廣等優點，適用於製冰量小的場合。

回熱式氣體製冰機分類

回熱式氣體製冰機有斯特林製冰機、維勒米爾製冰機、吉福特－麥克馬洪製冰機、蘇爾威製冰機和脈管等。

斯特林製冰機的理想工作過程是由兩個定容過程和兩個定溫過程（見熱力過程）組成的可逆循環（見熱力循環）。

回熱式氣體製冰機結構

壓縮氣缸和膨脹氣缸組成一體。推移活塞把氣缸工作空間分成膨脹腔和壓縮腔。壓縮活塞通過兩個主連桿與曲軸上的兩個曲拐相連；推移活塞由穿過壓縮活塞的活塞桿和副連桿與曲軸的中間一個曲拐相連。這個曲拐與另兩個曲拐保持一定的夾角。曲軸的轉動使兩活塞作差動往復運動，從而使氣體壓縮、膨脹和回熱。氣缸的周圍裝有水冷卻器、回熱器和冷凝器（即凝汽器）。在氣體工質通道中設有閥門。當壓縮活塞向上運動時，工質被壓縮，從壓縮腔排出，經水冷卻器、回熱器冷卻和降溫，然後經冷凝器內側流入膨脹腔。推移活塞向下移動（此時壓縮活塞仍向上，然後向下移動），工質在膨脹腔內膨脹後溫度降低，即產生冷量。當推移活塞向上運動時（此時壓縮活塞仍向下移動），工質繼續膨脹後經冷凝器內側對外輸出冷量，依次進入回熱器、水冷卻器。低壓低溫的工質由膨脹腔回流至壓縮腔時，在回熱器填料中吸取熱量而溫度升高。

氣體經上述工作過程消耗了功，產生的熱量由冷卻水帶走，消耗的功由電動機輸入。冷凝器外側的氣體將熱量傳遞給冷凝器，而使氣體溫度降低，直至冷凝成液化氣體流下。