蒸发温度越低
(6)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完善 度按定义可表示为
0 h1 h4 T4 T0 c h2 h1 T0
这里ε c为在蒸发温度（T0）和压缩机排 气温度（T2）之间工作的逆卡诺循环的制冷 系数。热力完善度愈大，说明该循环接近可 逆循环的程度愈大。
1）单位质量制冷量
q 0 h1 - h 4 h1 - h 3 401.555 - 243.114 158.441kJ/ kg
2）单位容积制冷量
q 0 158.441 qv 2426kJ/m3 v1 0.0653
3）质量流量
Q0 55 qm 0.347kg/s q 0 158.441
T
3
2
4
1 5 6 0
图3-4 CO2跨临界循环 1—2压缩过程；2—3气体冷却过程； 3—4气体冷却过程；4—5节流过程； 5—6蒸发过程；0—1气体过热过程。
S
3.2单级蒸气压缩式制冷的理论循环
3.2.1 制冷系统的特点及工作过程
放热，使高压高温制冷剂蒸气冷却、 冷凝成高压常温的制冷剂液体
压肯循环的主要特征 有两个定压定温的相变过程与纯质制冷 剂及共沸混合制冷剂的压力特性相适应。 劳伦茨循环 循环中的两个相变过程变成伴随有降 温的定压凝结和伴随有升温的定压蒸发。
T
2
3 1
4
S
图3-3 劳伦茨循环
劳伦茨循环图例
3.1.3 跨临界循环 定义 将CO2作为制冷剂用于空调制冷的温度 范围时，由于CO2的临界温度低（仅30℃）， 排热将在超临界区进行。而吸热则在临界 点以下进行，整个循环跨越临界点。
T
朗肯循环图例
2
3
4
1
图3-1
基本朗肯循环
S
循环T—S图：1—2 压缩过程 2—3 冷却冷凝过程 3—4 节流过程 4—1 蒸发吸热过程
T
2
3 3’
4
1’
1 S
图3-2 有回热的朗肯循环 T—S图： 1‘—2 压缩过程 2—3 冷凝过程 3—3’ 液体过冷过程 3＇—4 节流过程 4 —1 蒸发过程 1—1＇ 吸气过热过程
q0 h1 h4
(2)单位容积制冷量qv
q0 h1 h4 qv v1 v1
(3)理论比功w0 对于单级蒸气压缩制冷机的理论循环来说， 理论比功可表示为
w0 h2 h1
单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制 冷剂的种类和制冷机循环的工作温度而变的。
(4)单位冷凝热qk
单位（1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热 量，称为单位冷凝热。 单位冷凝热包括显热和潜热两部分
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷
3.1.2 单级蒸气压缩式制冷理论循环
单级蒸汽压缩式制冷理论循环组成：
制冷压缩机 冷凝器 节流器 蒸发器
单级蒸气压缩式制冷循环，是指制冷剂在一次循环 中只经过一次压缩，最低蒸发温度可达-40～-30℃。 单级蒸气压缩式制冷广泛用于制冷、冷藏、工业生 产过程的冷却，以及空气调节等各种低温要求不太 高的制冷工程。
（3）离开蒸发器和进入压缩机的制冷 剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷 凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的 饱和液体 (4）制冷剂在管道内流动时，没有流 动阻力损失，忽略动能变化，除了蒸发 器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管外 介质之间没有热交换 （5）制冷剂在流过节流装置时，流速 变化很小，可以忽略不计，且与外界环境 没有热交换
例 题
例1-1 假定循环为单级蒸气压缩 式制冷的理论循环，蒸发温度t0=10℃，冷凝温度tk=35℃，工质为 R22，循环的制冷量Q0=55kW， 试对该循环进行热力计算。
例 题
解
由图可知， h2=435.2 kJ/kg， t2=57℃
点1：t1=t0= 10℃， p1=p0=0.3543MPa， h1=401.555kJ/kg， v1=0.0653m3/kg 点3：t3=tk=35℃， p3=pk=1.3548MPa， h3=243.114 kJ/kg，
第3章 蒸汽压缩式制冷
3.1 蒸气压缩式制冷循环
(一) 单级蒸气 压缩式制冷循环
1．朗肯循环 2．劳伦茨循环 3．跨临界循环
（二）多级蒸气压缩式制冷循环
（三）复叠式蒸气压缩式制冷循环
3.1.1 蒸气压缩制冷的典型循环
1．朗肯循环
空调、制冷、食品冷藏温度范 围大量使用的循环
基本朗肯循环 有回热的朗肯循环
3.1.3 单级蒸气压缩式制冷循环的工作过程
制冷剂的变化过程(flash)
3.2.2 制冷剂状态图
一点：
临界点C 液相区、 两相区、 气相区。 过冷液状态、 饱和液状态、 湿蒸气状态、 饱和蒸气状态、 过热蒸气状态。 等压线p（水平线） 等焓线h（垂直线） 饱和液线x=0， 饱和蒸气线x=1， 无数条等干度线x 等熵线s 等比体积线v 等温线t
qk h2 h3 h3 h4 h2 h4
对于单级压缩式蒸气制冷机理论循环，存在着 下列关系
q k q0 w0
(5)制冷系数 0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，制冷系 数为
q 0 h1 h4 0 w0 h2 h1
制冷系数愈大 冷凝温度越高 经济性愈好 制冷系数越小
3.2.3 单级蒸气压缩式制冷理论循环
2.理论循环过程在压焓图上的表示
1）制冷系统的压缩过程
2）制冷系统的冷凝过程 3）制冷系统膨胀过程
4）制冷系统蒸发过程
图3-7理论循环在T-s图（a）和lnp-h图（b）上的表示
3.理论循环特性 (1)单位制冷量q0
压缩蒸气制冷循环单位制冷量可按 式（3-13）计算。
4）理论比功
w0=h2-h1=435.2-401.555=33.645kJ/kg
三区：
气相区 液相区 两相区

五态：
八线：
3.2.3单级蒸气压缩式制冷的理论循环
1.单级理论循环的假设条件：
（1）压缩过程为等熵过程，即在压缩 过程中不存在任何不可逆损失 （2）在冷凝器和蒸发器中，制冷剂 的冷凝温度等于冷却介质的温度，蒸发 温度等于被冷却介质的温度，且冷凝温 度和蒸发温度都是定值