单级蒸气压缩式制冷的理论循环.pdf

3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环 3．1．1 制冷系统与循环过程 单级蒸气压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件组成，如 图 3－1 所示。对制冷剂蒸气只进行一次压缩，称为蒸气单级压缩。 整个循环过程主要由 压缩过程、冷凝过程、节流过程以及蒸发过程四个过程组成，每个过程在不同的部件中完 成，制冷剂在每个过程中的状态又各不相同，具体情况如下。 2 1 3 4 图 3－ 1 单级蒸气压缩式制冷系统 1 压缩机 2 冷凝器 3 膨胀阀 4 蒸发器 压缩过程：整个循环过程中，压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压 和冷凝器中高压的作用，是整个系统的心脏。制冷循环的压缩过程是在压缩机中完成的： 压缩机不断抽吸从蒸发器中产生的压力为 po、温度为 to 的制冷剂蒸气，将它压缩成压力为 pk 、温度为 tk 的过热蒸气，并输送到冷凝器中。在这个过程中，压缩机需要做功。 冷凝过程：冷凝器是制冷系统中输出热量的设备，冷凝过程是在该部件中完成的。在 压力 pk 下，来自于压缩机的制冷剂过热蒸气在冷凝器中首先被冷却成饱和蒸气，然后再逐 渐被冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气） 。在冷 凝过程中，与冷凝压力 k 相对应的冷凝温度 k 一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体 p t 通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。 节流过程：节流过程是在膨胀阀中完成的。当制冷剂液体经过膨胀阀时，压力由 pk 降 至 po ，温度由 t k 降至 to ，部分液体气化。所以离开膨胀阀的制冷剂为温度为 to 的两相混合 物，该两相混合物进入蒸发器。 蒸发过程：蒸发器是制冷系统中冷量输出设备，蒸发过程是在蒸发器中完成的。在蒸 发器中，来自膨胀阀的两相混合物在压力 p0 和温度 t0 下蒸发，从被冷却介质中吸取它所需 要的气化潜热，从而达到制取冷量的目的。在蒸发过程中，与蒸发压力 p0 相对应的蒸发温 度 t0 一定要低于被冷却介质的温度。 3．1．2 压焓图和温熵图 在制冷循环的分析和计算中，通常要用到两种工具，即压焓图和温熵图。 1．压焓图 压焓图以绝对压力（ MPa）为纵坐标，以焓值（ KJ/Kg ）为横坐标，如图 3－2 所示。 为了提高低压区域的精度，通常纵坐标取对数坐标。所以，压焓图又称为 lgp －h 图。 l gp h t K 两两两 两两两 s 两两两 v X=0 X X p X=1 0