压缩制冷剂蒸气，提高压力和温度
得到低温低压制冷剂
制冷剂液体吸热、蒸发、制冷





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 压缩过程（压缩机中进行） 通过压缩使制冷剂由低温低压的蒸汽变为高温高压气 体。 冷却冷凝过程（冷凝器中进行） 在冷凝器中冷却冷凝成制冷剂液体。 节流过程（节流阀中进行） 压力、温度降低，焓值不变 蒸发过程（蒸发器中进行） 吸热蒸发，变成低温低压制冷剂气

蒸气压缩式制冷循环系统图
制冷循环过程
制冷剂蒸气压缩、冷凝成液体，放出热量
冷凝后的制冷剂流经节流元件进入蒸发器。从入口端的高压pk降低到 低压p0，从高温tk降低到t0，并出现少量液体汽化变为蒸气。
制冷剂蒸汽回到压缩机中压缩
制冷系统各部件的主要用途
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
制冷工质向高温热源放热量 制冷工质从低温热源吸热量 系统所消耗的功 逆卡诺制冷系数
qi T0 s12
q0 TR s12
wnet qi q0 (T0 TR )s12
q0 q0 TR c wnet qi q0 T0 TR
式中，T0—高温热源温度； TＲ—低温热源温度
第一节 相变制冷



物质有三种集态：气态、液态、固态。物质集 态的改变称为相变。 物质发生从质密态到质稀态的相变时，将吸收 潜热；反之，放出潜热。 相变制冷是利用前者的吸热效应而实现。利用 液体相变的，是液体蒸发制冷；利用固体相变 的，是固体融化或升华冷却。
一、物质的相变特性
1、液体气化 液体气化：物质从液态变为气态的过程。 气化热：定压下，单位质量液体气化时所吸收的 热量（单位J/kg）。 r h h T s s
压降为一有限数值时，节流所产生 的温度变化叫做积分节流效应：
第三节

制冷的热力学特性分析
正循环：把热量转化成机械功的循环。 逆循环：是一种消耗功的循环。（制冷机和热泵） 不可逆循环：在构成循环的过程中，只要包含有 不可逆过程，则称为不可逆循环。
研究逆向可逆循环的目的：寻找热力学上最完善 的制冷循环，作为评价实际循环效率高低的标准。

制冷系数：
制冷量：
Q0 q0 W w

Q0 qmq0 qvV

q0 单位容积制冷量： qv v1
五、热泵循环


热泵与制冷机的区别： １、两者的目的不同； ２、两者的工作温区不同。 热泵系数：用于表示热泵效率的指标。
QH 1 W
式中，QH为热泵向高温热源的输送热量；W为热泵机组消耗的外功。
一、有外功输出的膨胀过程


有外功输出的膨胀过程：高压气体绝热可逆膨胀过程， 称为等熵膨胀。有功输出，同时气体的 温度降低，产 生冷效应。 微分等熵效应： 对于理想气体，膨胀前后的温度关系是：
膨胀过程的温差：
二、节流膨胀过程


节流膨胀过程：没有外功输出；节流前后的比 焓值不变。 焦耳－汤姆逊效应：实际气体节流前后的温度 变化。
三、热能驱动的制冷循环
以卡诺循环作为比较依据，第一类循环就是卡诺循环制冷机， 而第二类循环则是理想的热源驱动逆向可逆循环——三热源循 环。
对可逆制冷机
热力系数
q0 Th T0 Th T0 TR 0 ( )( ) c qh T0 TR Th Th
四、压缩蒸气制冷循环

作业
1-1 蒸气压缩制冷循环系统主要由哪些部件组 成，各有何作用？ 1-2 蒸发器内制冷剂的汽化过程是蒸发吗？
一、热源温度不变时的逆向可逆循环
——逆卡诺循环


逆卡诺循环：当高温热源和低温热源随着过程 的进行温度不变时，具有两个可逆的等温过程 和两个等熵过程组成的逆向循环。 在相同温度范围内，它是消耗功最小的循环， 即热力学效率最高的制冷循环，因为它没有任 何不可逆损失。
过程1－2 工质放热至热源， 维持制冷剂温度恒定 过程2－3 工质从热源温度可逆绝热 膨胀到冷源温度 过程3－4 热量从冷源转移到工质中 过程4－1 制冷剂从冷源温度可逆 绝热压缩到热源温度
单级蒸气压缩式制冷系统由压缩机，冷凝器，膨胀 阀和蒸发器组成。

制冷循环系统 :

根据蒸气压缩式制冷原理构成的单级蒸气压缩式 制冷循环系统，是由不同直径的管道和在其中制 冷剂会发生不同状态变化的部件组成，串接成一 个封闭的循环回路，在系统回路中装入制冷剂， 制冷剂在这个循环回路中能够不停地循环流动

溶液冰：由共晶溶液冻成的冰。 干冰升华：固态CO2俗称干冰。 CO2的三相点参数为：温度－56.6 ℃，压力 0.52 MPa 。常压下干冰的升华温度为 -78.5 ℃，升 华潜热为573.6 kJ/kg。 干冰是良好的制冷剂，它化学性质稳定，对人 体无害。
二、压焓图
第二节 绝热膨胀制冷
第一章 制冷的热力学基础
制冷的基本方法




相变制冷：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低 温下的融化或升华过程从被冷却物体吸取热量以制取 冷量。 气体绝热膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀即可达到较 低温度，令低压气体复热即可制取冷量。 气体涡流制冷：高压气体经涡流管膨胀后即可分离为 热、冷两股气流，利用冷气流的复热过程即可制冷。 热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即可在一端 产生冷效应，在另一端产生热效应。
实际循环中存在传热温差时，制冷系数为：
Tc Th Tc
式中，Th—制冷剂向高温热源放热时的温度；
Tc—制冷剂向低温热源吸热时的温度。
热力完善度
1
c
二、变温热源的逆向可逆循环 —洛伦兹循环
洛伦兹循环工作 在二个变温热源 间。 与卡诺循环不同 之处主要是蒸发 吸热和冷却放热 均为变温过程

单位制冷量：对于1kg制冷剂，若用x表示闪发后 的干度，则当其余液体全部转变为饱和蒸气时吸 收的热量。
q0 r 1 x
液体蒸发制冷
பைடு நூலகம்
2、固体制冷



固体制冷：应用纯水冰或溶液冰的融化及干冰的升华 制冷。 冰冷却：冰的融化潜热为335 kJ/kg。能够满足0 ℃ 以 上的制冷要求。 冰盐冷却：冰盐是指冰与盐类的混合物。用冰盐作制 冷剂可以获得更低的温度。冰盐冷却是利用冰盐融化 过程的吸热（包括冰融化吸热和盐溶解吸热）。
日常生活中我们都有这样的疑问:怎样才能制冷制热呢?
利用制冷剂由液体状态汽化为 蒸气状态过程中吸收热量，被冷却 介质因失去热量而降低温度，达到 制冷的目的。
制冷剂 制冷剂在变为蒸气之后，需要对它进 行压缩、冷凝、继而进行再次汽化吸 热。对制冷剂蒸气只进行一次压缩， 称为蒸气单级压缩。 单级蒸气压缩式制冷