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制 冷 技 术 第2讲 单级蒸气压缩式制冷的基本原理 一、热力学基本定律 热力学第一定律：能量守恒和转换定律 热力学第二定律：能量贬值原理 不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。 三、完成制冷循环的设备组成及其工作 蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的换热设备。 冷凝器: 介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气化制冷的换热设备。 压缩机: 为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移） 节流机构: 维持系统高低压共存的设备。 设备选型参数 蒸发器：蒸发面积——吸热量——状态变化 冷凝器：冷凝面积——放热量——状态变化 压缩机：输气量——功率——制冷量——状态变化 四、理想制冷循环 五、逆卡诺循环难以实现： 湿蒸气区域内进行 湿压缩 设备：蒸发器 无传热温差 冷凝器 无传热温差 压缩机 无摩擦运动 膨胀机 不经济，且难以加工 六、有传热温差的制冷循环 六、有传热温差的制冷循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数 * 高压部分 制冷系统 低压部分 二、制冷循环系统 气态工质部分 制冷系统 液态工质部分 1-2 等熵压缩 T0→Tk 耗功w1 2-3 等温放热qk=Tk（S2-S3） 3-4 等熵膨胀 Tk→T0 做功w2 4-1 等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4） 1. 逆卡诺循环 特点 两个恒温热源 两个等温过程 两个等熵过程 2. 循环结果 单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热q0； 单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热qk； 单位循环净耗功 w0＝qk－q0 3. 制冷系数 大小只取决于两个热源的温度； T0↗或Tk↘ εc↗ Tk’ — 冷却介质的温度 T0’ — 被冷却介质的温度 逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’ Tk — 冷凝器中制冷剂的温度 T0 — 蒸发器中制冷剂的温度 有传热温差的循环：1-2-3-4-1 耗功量增加：阴影面积 制冷量减少：1-1’-4’-4-1 热源 冷却介质 冷源 冷冻介质 热力完善度：工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值。 ≤1 η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度。 * * *