回热式气体制冰机工作原理

回热式气体制冰机在气体制冰机循环中增加一个回热器，利用回热原理降低膨胀前的工质温度，以提高循环的热效率。在机器内膨胀后的工质中的部分冷量回收于回热器中，在下次循环中再加以利用。回热式气体制冰机具有效率高、结构紧凑、起动快、操作方便和温度范围宽广等优点，适用于制冰量小的场合。

回热式气体制冰机有斯特林制冰机、维勒米尔制冰机、吉福特－麦克马洪制冰机、苏尔威制冰机和脉管等。

斯特林制冰机的理想工作过程是由两个定容过程和两个定温过程（见热力过程）组成的可逆循环（见热力循环）。

压缩气缸和膨胀气缸组成一体。推移活塞把气缸工作空间分成膨胀腔和压缩腔。压缩活塞通过两个主连杆与曲轴上的两个曲拐相连；推移活塞由穿过压缩活塞的活塞杆和副连杆与曲轴的中间一个曲拐相连。这个曲拐与另两个曲拐保持一定的夹角。曲轴的转动使两活塞作差动往复运动，从而使气体压缩、膨胀和回热。气缸的周围装有水冷却器、回热器和冷凝器（即凝汽器）。在气体工质通道中设有阀门。当压缩活塞向上运动时，工质被压缩，从压缩腔排出，经水冷却器、回热器冷却和降温，然后经冷凝器内侧流入膨胀腔。推移活塞向下移动（此时压缩活塞仍向上，然后向下移动），工质在膨胀腔内膨胀后温度降低，即产生冷量。当推移活塞向上运动时（此时压缩活塞仍向下移动），工质继续膨胀后经冷凝器内侧对外输出冷量，依次进入回热器、水冷却器。低压低温的工质由膨胀腔回流至压缩腔时，在回热器填料中吸取热量而温度升高。

气体经上述工作过程消耗了功，产生的热量由冷却水带走，消耗的功由电动机输入。冷凝器外侧的气体将热量传递给冷凝器，而使气体温度降低，直至冷凝成液化气体流下。2100433B

低温制冷机按照换热器种类可以分为间壁换热式（recuperative）制冷机和回热式(regenerative)制冷机两种。回热器中流体进行微团尺度上周期性交变流动， 冷热流体交替与换热器中填料进行换热。在流动的前半周期和后半周期内分别对回热器中回热填料吸热和放热。无数多个气体微团的热量运输过程的接力最终实现了宏观尺度上的泵热效应，并最终维持一个恒定的温度梯度而产生制冷效应。

回热式气体制冷机有斯特林制冷机、维勒米尔制冷机、吉福特－麦克马洪制冷机、苏尔威制冷机和脉管等。

斯特林制冷机的理想工作过程是由两个定容过程和两个定温过程（见热力过程）组成的可逆循环（见热力循环）。

维勒米尔制冷机（VM制冷机）是属于斯特林循环的一种回热式制冷机，VM循环与斯特林循环的低温部分完全一样，主要不同在于VM循环中没有机械压缩机，而代之以一个由加热器供热的热排出器和热回热器组件，即热压缩机。

吉福特－麦克马洪制冷机的基本制冷原理是绝热放气降温，连续进行西蒙膨胀制冷的装置。当将室温高压气体绝热充入一个刚性容器时，容器中的压力和温度升高。若在充气的同时对容器中的气体进行冷却，使其仍保持原来的温度，然后将该容器中的气体向低压空间放气，气体的压力和温度便降低。2100433B