制冷与低温技术原理第三章蒸气压缩式制冷
第三章 蒸汽压缩式制冷
QH > QL
COPC = f (TH, TL) ,与制冷剂无关
COPC =COP max
3.1.2 逆卡诺制冷循环
逆Carnot 循环很难实现
● 蒸发器（4-1），冷凝器（2-3） → 要求无温差 传热，则需要换热面积无穷大，循环周期无限长；
● 压缩机（1-2）→ 要求无摩擦运动,等熵压缩； ● 膨胀机（3-4）→ 可逆等熵膨胀的高精度膨胀机
TL、 TH 对COP的影响程度
( ) COPc
TL
TH TH TL
2
( ) COPc
TK
TL TH TL
2
COPc
COPc
TL
TH
3.1.2 逆卡诺制冷循环
逆卡诺循环的特点
用膨胀机完成等熵膨胀过程 两个等温、两个等熵过程
湿压缩 →1.降低了吸气量；2.液态制冷剂影响润滑，液击。
3.1.2 逆卡诺制冷循环
算例
某蒸汽压缩制冷过程，制冷剂在２5０K吸收热量Q0，在３00K放出热 量QH，压缩和膨胀过程是绝热的，向制冷机输入的净功为W ，判断 下列情况是：
A.可逆的 B. 不可逆的 C .不可能的
（1） Q0 =2000kJ （2） Q0=1000kJ （3） W=100kJ
W =400kJ QH=1500kJ QH=700kJ
蒸发器
q0 T0
膨胀阀的作用： 使制冷剂节流降压； 调节进入蒸发器的制冷剂流量。
单级蒸气压缩式制冷系统
3.2.1 特点及工作过程
理论循环与理想循环（逆卡诺循环）的区别：
两个传热过程均为等压过程； 用膨胀阀代替膨胀机，理论循环不是等熵膨胀过程； 蒸气压缩为干压缩，而不是在湿蒸气区内进行（湿
蒸汽压缩式制冷解析
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
q' 0 h1 h4 ' w' h2 h1
与无回热循环1-2-3-4-5-1相比较，回 热循环的单位制冷量增大了
q0 h4 h4 h1 h1 c p0 t R
但单位功也增大了 h1 ) ( h2 h1 ) w0 w' w0 ( h2
4）制冷剂在设备及管道内流动时， 存在着流动阻力损失，且与外界有热 量交换。 5）实际节流过程不完全是绝热的等 焓过程，节流后的焓值有所增加。 6）制冷系统中存在着不凝性气体。
图3-9
实际循环在T-s图（a）和lg p-h图（b）上的表示
简化后的实际循环
Lg p
4-5表示制冷剂在冷凝压力下的过冷过程
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
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。
制冷与低温技术原理—第3章 蒸气压缩式制冷-多级蒸气压缩制冷循环
P k ,G
q mG w 0G
k ,G
kW
高压级压缩机的绝热效率
q vs ,G q m G v 3 m3 / s
q v h ,G q
vs ,G
G
m3 / s
高压级压缩机 的输气系数
p 7 5 6 8 po pk pm 3 1 h 4 2
制冷系数： • 理论循环： • 实际循环：
p 7 5 6 8 0 po pk pm 3 1 h 4 2
（3）热力计算
计算的步骤和内容：
循环的 p-h表示
两级压缩制冷循环的性能计算需借助p-h图或T-S图 • 已知制冷量Q0，工作条件； • 确定冷凝温度，蒸发温度，压缩机吸气温度， 高压液体过冷温度； • 借助p-h图，确定冷凝压力，蒸发压力， • 确定中间压力和中间温度； • 计算或查出各状态点的状态参数（焓，吸气比体积）； • 进行循环性能指标计算，计算按先低压级后高压级顺序。
不完全冷却循环的p-h表示 h
氨两级压缩制冷系统
氟利昂两级压缩制冷系统
涉及到的辅助设备： （1）油分离器：
把压缩机排气的润滑油分离出来，并返回到曲轴箱去，
以免油进入各种换热器影响传热。
（2）干燥过滤器：
除去冷凝器中出来液体中的水分和杂质，防止膨胀阀 冰堵或堵塞。
（3）回热器：
过冷液体制冷剂，同时提高低压蒸气温度，避免
0 0 qm G w0G qm D w0 D
0
循环的 p-h表示
S
0 qm G w0 G qm D w0 D
k ,G
k , D
冷凝器的热负荷： k q mG (h 4 h5 ) kW
p
（4）设计计算和校核计算：
制冷与低温技术原理—第3章 蒸气压缩式制冷-制冷剂解读
第 3 章 蒸气压缩式制冷 ---制冷剂
3.3 蒸气压缩式制冷中的制冷剂
3.3.1 制冷剂概述
1. 制冷剂的发展和种类
制冷剂 乙醚 二甲基乙醚 CO2（干冰） NH3 SO2 标准沸点-10℃ 毒性大 沸点温度 标准蒸发温度34.5℃， 蒸发压力低于大气压力。 沸点-23.6℃， 蒸发压力比乙醚高的多。 特点 易燃，易爆 应用 淘汰 淘汰
氟里昂的分子通式： 符号表示：
符号表示法1：
CmHnFxClyBrz
R (m-1) (n+1) (x) B (z)
例如: R11，R12，R113
符号表示法2：
将R换成物质分子中组成元素符号
例如: CFC113，HCFC22，HFC134a
氟里昂的种类：
• 含氯氟碳的完全卤代烃CFC类 ：
例如：CFC11，CFC12，CFC113
例如：• 饱和蒸气压力和温度之间的关系， • 热力状态参数之间的关系， • 状态参数与比热容，绝热指数，声速的关系等。
（1）制冷剂的饱和蒸气压力曲线 不同制冷剂的饱和蒸气压力曲线。 （书中图3-25）
标准蒸发温度（标准沸点）ts： 制冷剂在标准大气压下的沸腾温度。
说 明 1. 标准蒸发温度大体上可以反映制冷时能够达到的 低温范围。ts越低的制冷剂，能够达到的制冷温度越低。 2. 习惯上往往依据ts的高低，将制冷剂分为： 高温制冷剂，中温制冷剂，低温制冷剂。 3. 在同一温度下，标准蒸发温度高的制冷剂压力低； 标准蒸发温度低的制冷剂压力高。 4. 制冷剂的饱和蒸发压力-温度特性决定了给定工作温度下 制冷循环的压力和压力比。
（5）溶水性
• 氟利昂和烃类物质都难溶于水； • 氨易溶于水； • 制冷系统中必须严格控制含水量。
制冷与低温技术原理第3章蒸气压缩式制冷单级蒸气压缩制冷循环
从蒸发器出来的低温 制冷剂蒸气，在通过吸 气管道进入压缩机之前 ，从周围环境中吸收热 量而过热，该过热对被 冷却物体不产生任何制 冷作用。
p
无效过热对循环性能的影响
3
pk, TK
2 2’
po, To
4
1 1’
0 有吸气过热的循环 h
单位制冷量
不变 q 0 h1 h4
给定压缩机
制冷量 减少
Q 0 q m q 0
➢ 蒸发温度越低，过冷使性能的相对提高越大。
（6）实现过冷的措施：
➢ 利用冷凝器直接过冷；
• 采用逆流管套式换热器最易获得过冷。 • 过冷度提高不多，一般可获得1-5℃过冷度。
➢ 利用再冷却器或过冷器获得过冷；
• 在冷凝器和膨胀阀之间增设一台过冷器，在过冷器 中通入温度更低的冷却介质（如深井水）；
各点对应状态
3
膨 胀 阀
4
冷却介质
冷凝器 蒸发器
2
压缩机
1
被冷却介质
蒸气压缩式制冷的基本系统图
（1）1点：制冷剂进入压缩机的状态， 对应于蒸发温度To下的饱和蒸汽。
（2）2点：压缩机压缩后的排气状态， 对应于冷凝压力下的过热蒸汽。
（3）3点：制冷剂在冷凝器出口处的状态， 是与冷凝温度TK对应的饱和液体。
循环比功 略增大
w
' 0
h
2'
h
1'
w 0 ( h 2 ' h 1' ) ( h 2 h1)
p
3 pk, TK 2 2’
po, To
4
1
1’
0 吸气过热பைடு நூலகம்比功变化 h
冷凝器的热负荷 增加
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理蒸汽压缩式制冷系统是目前应用最为广泛的一种制冷方式，其原理简单而高效。
在蒸汽压缩式制冷系统中，蒸汽被压缩成高压蒸汽，然后通过冷凝器冷却成液态，并通过膨胀阀进行节流，形成低压蒸汽，最终吸收热量完成制冷循环。
下面将详细介绍蒸汽压缩式制冷原理的具体过程。
首先，蒸汽从蒸发器中吸收热量，并被蒸发成低压蒸汽。
在这个过程中，蒸汽从低温低压状态变为低温高压状态，吸收了大量的热量，使蒸发器内的物体得到降温。
这一步是制冷循环的起点，也是整个制冷过程中最关键的一步。
接着，低温低压的蒸汽被压缩机吸入，压缩机将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽。
在这一步骤中，蒸汽的温度和压力都得到了显著的提高，这也是制冷循环中消耗能量最多的一步。
压缩机的工作使得蒸汽的内能增加，成为高温高压蒸汽。
然后，高温高压的蒸汽通过冷凝器，被冷却成为高压液态。
在冷凝器中，蒸汽释放出大量的热量，通过冷却水或者风冷进行散热，使得蒸汽的温度迅速下降，从而变成高压液态。
这一步骤使得蒸汽的状态发生了明显的改变，从气态变为液态，也是整个制冷过程中的关键一环。
最后，高压液态蒸汽通过膨胀阀进行节流，变成低温低压的蒸汽，重新回到蒸发器中吸收热量，完成整个制冷循环。
膨胀阀的作用是使高压液态蒸汽迅速膨胀，降低温度和压力，使得蒸汽重新回到低温低压状态，为下一个循环做好准备。
蒸汽压缩式制冷系统通过不断循环这一系列步骤，实现了制冷的目的。
在这个过程中，蒸汽的状态不断发生变化，热量的吸收和释放也在不断进行，从而实现了对物体的制冷效果。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理是通过蒸汽的压缩、冷凝、膨胀等步骤，不断循环实现对物体的制冷。
这种制冷方式简单高效，应用广泛，是现代制冷技术中的重要组成部分。
通过对蒸汽压缩式制冷原理的深入了解，可以更好地掌握制冷技术的核心原理，为相关领域的工作和研究提供重要的理论支持。
制冷与低温技术原理—第3章 蒸气压缩式制冷-制冷剂
使用温度范围内压力较高 无毒，安全， 使用 （常温下冷凝压力高达8MPa） 机器笨重 广泛 淘汰
1. 制冷剂的发展和种类
制冷剂 碳氢化合物 （20世纪） 氟里昂 （1930-至今） 共沸混合制冷剂 非共沸混合制冷 剂 （1950-至今） 沸点温度 特点 易燃，易爆 应用 石油化工
毒性小，无燃爆危 实用广泛 险，腐蚀小，分子 量大，排气温度低 使用 广泛
（3）特鲁顿（Trouton）定律：
大多数物质在标准蒸发温度下蒸发时，其摩尔墒增 的数值都大体相等。
即： s M rs 76 88 kJ /(kmol.k )
Ts
分析
1. 标准蒸发温度相近的物质，分子量大的， 汽化潜热小，单位质量制冷量小； 2. 各种制冷剂在一个大气压下汽化时， 单位容积汽化潜热大体相等； 3. 相同蒸发温度下，压力高的制冷剂其 单位容积制冷量大。
环境可接受性
• 对大气环境无破坏作用； • 臭氧破坏指数和温室效应指数为零或尽可能小。 总结 • 完全满足上述要求的制冷剂很难找到； • 其中，环境指标是硬指标； • 制冷剂选定后，反过来要求制冷系统在流程安排， 结构设计及运行操作等方面要与制冷剂相适应。
3.3.2 制冷剂的性质
1. 热力性质： 是指其热力参数之间的相互关系。
燃烧性
• 可燃性低限LFL— 用引起燃烧的空气中 制冷剂含量的极限值 表示。 • 避免使用易燃工质。 • 燃烧热HOC— 单位 质量制冷剂燃烧时的 发热量kJ/kg。
爆炸性
• 爆炸极限—制冷剂 在空气中发生爆炸 时的体积百分比的 范围。 • 爆炸极限下限越小， 越易燃易爆； • 下限相同，范围越 宽，越易燃易爆。
• 含氢氯氟碳的不完全卤代烃HCFC类： 例如：HCFC21，HCFC22 • 含氢氟碳的无氯卤代烃HFC类：
制冷与低温技术原理-小组讨论题-答案
第一章绪论（小组讨论题-课堂完成）填空题1.制冷是指用（人工）的方法在一定时间和一定空间内将（物体）冷却，使其温度降低到（环境温度）以下，并保持这个低温。
2.制冷是一个逆向循环，为了实现制冷循环，必须（消耗功）。
3.在科学研究和工业生产中，常将制冷分为（制冷）和（低温技术）两个体系。
4.根据国际制冷学会第13次制冷大会（1971年）的建议，将（ 120K ）温度定义为普冷和低温的分界线。
5.（氦气）是自然界诸元素中沸点最低的气体，也是最后被液化的气体。
6.定压下，单位质量液体汽化时所吸收的热量称为（汽化潜热）。
7.任何一种物质，随着（温度）的提高其汽化热不断减小，当到达（临界）状态时，汽化热为零。
8.节流过程是（流体流动时由于流通面积突然减小，压力降低的热力过程），节流前后，（焓值）保持不变，（温度）和（压力）降低。
9.制冷机按照逆卡诺循环工作时，制冷系数只与（热源和热汇的温度）有关，与（制冷剂性质）无关。
10.制冷机制冷系数的数值范围为（大于0 ），热泵泵热系数的数值范围为（大于1 ），热机热效率的数值范围为（ 0～1 ）。
选择题（单选）1.空调用制冷技术属于（ A）A. 普通制冷B. 深度制冷C. 低温制冷D. 极低温制冷2.人工制冷技术的发展起源于（A ）A. 蒸气压缩式制冷B. 吸收式制冷C. 蒸汽喷射制冷D. 气体膨胀制冷3.实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环的制冷系数之比称为（C ）A. 压缩比B. 输气效率C. 热力完善度D. 能效比4.热泵循环中的制热过程是（ D）A．电热加热 B．热水供热 C．制冷剂汽化 D．制冷剂的冷却冷凝第二章制冷方法（小组讨论题-课堂完成）填空题1.制冷的方法有很多，常见的方法有（相变制冷），（气体膨胀制冷），（绝热放气制冷），和（电磁制冷）等方法。
2.在制冷技术中，常应用纯水冰或冰盐的（冰融化吸热）过程以及干冰的（升华吸热）过程来制冷。
3.利用纯水冰冷却只能使被冷却物体保持（ 0摄氏度以上）的温度。
制冷与低温技术原理(3.3.1)--单级蒸气压缩式制冷的实际循环
※ 过冷循环的特性：
西安交通大学制冷与低温工程系
5
Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
3.3 单级蒸气压缩式制冷的实际循 环
实现过冷的方法
利用冷凝器 利用增加过冷器 利用回热
西安交通大学制冷与低温工程系
6
Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
3.3 单级蒸气压缩式制冷的实际循 环吸 气 过 热 的 影 响
※无用过热： !有害
※有 用 过 热 ：
西安交通大学制冷与低温工程系
7
Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
3.3 单级蒸气压缩式制冷的实际循环
有用过热是否使 qzv, COP 增加取决于制冷剂性质
3.3 单级蒸气压缩式制冷的实际循 环
简化后的实际循环 P—h 图：
西安交通大学制冷与低温工程系
4
Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
3.3 单级蒸气压缩式制冷的实际循 环各 种 实 际 因 素 对 循 环 的 影 响
液体过冷的影响
13
Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
3.3 单级蒸气压缩式制冷的实际循 环 相变传热不可逆的影响
其 它 影 响 因 素
（ 1 ）润滑油 （ 2 ）水分与不凝性气体
西安交通大学制冷与低温工程系
14
Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
制冷与低温技术原理第3章蒸气压缩制冷循环复迭式制冷循环
b: 各个压缩机压力比大致相等，
举例
压缩机的汽缸工作容积利用率较高。
迈勒普拉萨特：
Tm (TKT0 )0.5 0.5T 0.125T 2 /(TKT0 )0.5
适用范围；两个单级压缩或两个两级压缩组 成的复叠制冷机。不适用于一个单级压缩和
两个两级压缩的制冷机。
3.4.3 复叠式制冷循环的启动与膨胀容器
工作原理图：
辅助设备的作用：
两级复叠制冷循环系统（R22-R23）
D
E
F
C
GH
S
F
V
H
I
K
B W R
A
A 低温压缩机； B高温级压缩机； C油分离器； D水冷冷却器； E冷凝蒸发器； F过滤器； G回热器； H电磁阀； I热力膨胀阀； K蒸发器； W膨胀容器； V截止阀； R减压阀； S低温级排气冷却器
两级复叠制冷循环系统（R22-R13）
✓ 回热器：增大循环制冷量，改善压缩机的工作条件。 ✓ 水冷却器：降低排气温度，减少冷凝蒸发器中
的冷凝热负荷（减少高温级循环的制冷量）。 ✓ 膨胀容器：
保证低温级系统避免超压和安全顺利地启动。 ✓ 油分离器：
防止润滑油进入热交换器，减少传热热阻。 ✓ 电磁阀：阻止系统停止运行时两部分系统中的高
复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和制冷剂种类
2. 复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和 制冷剂种类
说明
实际确定具体使用何种形式主要考虑： 所要达到的温度，使用场所，制冷剂种类，
特性及效率等因素。
复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和制冷剂种类
最低蒸发温度 -80℃ -100℃
-120℃
制冷剂
制冷循环形式
制冷与低温技术原理习题1
制冷与低温技术原理习题1第三章蒸气压缩式制冷（1）一、填空题1.单级蒸气压缩式制冷循环的理论循环中，制冷系统由（），（），（）和（）四个基本部件组成，并用管道将它们串连成一个封闭的系统。
2.单级制冷机一般可用来制取（）以上的低温。
3.蒸气压缩制冷循环中，节流过程产生的蒸气是（）出来的，该蒸气通常称之为（），它在蒸发器中几乎不产生（）作用。
4.在制冷剂的状态图p－h图中，等温线在液体区（）线，在两相区是（）线，在过热区是（）线。
5.在制冷剂的状态图p－h中可以看到，在过热区，蒸气的过热度越大，其等熵线的斜率越（）。
6.制冷机的性能主要用（），（）和（）反映。
7.单级蒸气压缩式制冷循环中，制冷剂的汽化潜热越（），或节流后所形成的蒸气的干度越（），则循环的单位制冷量越大。
（填大，小，不变）8.单级蒸气压缩式制冷循环中，对某一具体的制冷剂来说，理论循环的蒸气比体积v1随蒸发温度或蒸发压力的降低而（）。
若冷凝温度已经确定，则单位容积制冷量随蒸发温度的降低而（）。
9.单级蒸气压缩式制冷循环的理论比功与（）和（）有关。
10.单级蒸气压缩制冷循环中，冷凝温度越（），蒸发温度越（），则制冷系数越小。
（填高，低，不变）11.设不同制冷剂工质在一定蒸发温度和冷凝温度下完成制冷循环。
通过（）可以反映系统的压力水平，通过（），（）和（）可以了解压缩机的工作条件，（）和（）可以反映制冷机的制冷能力，通过（）可以反映制冷循环的经济性。
12.高压液体过冷对制冷循环的影响表现为：可使单位制冷量（），单位容积制冷量（），循环比功（），制冷系数（）。
（填增加，略增加，减小，不变，或不定）。
13.由制冷剂的热力状态图可知，节流前液体的过冷度愈大，则节流后的干度愈（），循环的单位制冷量愈（）。
因此，采用液体过冷循环，对提高（）和（）都是有利的。
14.采用液体过冷循环，在相同过冷度下，过冷使制冷量和制冷系数提高的百分数与制冷剂的（）和（）有关。
制冷原理与装置课件第三章 单级压缩蒸汽制冷循环
第一节 单级压缩蒸汽制冷机的理论 循环
• 单级压缩蒸汽制冷机是指将制冷剂从P0压 缩到PK经过一级压缩。
• 一、理论循环—作为研究制冷机实际循环 的基础。
• 定义：为了能应用热力学理论对蒸汽制冷 机的实际过程进行分析，我们先提出一种 简化的循环，称为理论循环。
2020/8/2
7
6、热力完善度η
例3-1 e1D
1(0.2150.81310.20510.21280.804)97
0.42343.23%3
课件\例题3－1表1.tif 课件\例题3－1表2.tif
2020/8/2
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• 例3-1计算结果分析： 在相同工作条件下，
①R22、R717的qv值很接近，但R134a小的 多（约小45%）。
• 压缩机吸入前的制冷剂蒸汽的温度高于吸气压力 所对应的饱和温度时，称为吸气过热。具有吸气 过热过程的循环，称为吸气过热循环。
• 1、循环的压-焓图及温-熵图
qv qv
0 0
1 cp0tR 1 tR
2020/8/2
q0
T0
14
过热包括
有效过热
无效过热—氨系统一般属于
对有效过热循环，循环的ε′与无过热循环的ε0 比较大小取决于△q0/ △w0的大小。 如△q0/ △w0＞ ε0，则过热有利；
q0=h1-h5=r0（1-x5）kJ/kg；
• 2、单位容积制冷量qv
定义：压缩机每输送1m3以吸气状态计的制冷剂 蒸汽经循环从低温热源所吸收的热量。
qv=q0/v1=（h1-h5）/v1 kJ/m3；
• 3、理论比功w0
定义：理论循环中制冷压缩机输送1Kg制冷剂所 消耗的功。
蒸气压缩式制冷原理
蒸气压缩式制冷原理蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。
在制冷技术中，蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。
液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现，因此是吸热过程，液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度，凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度，使蒸汽转化为液态。
在日常生活中，我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。
比如，我们在手上擦一些酒精，酒精很快蒸发，这时我们感到擦酒精部分反应很凉。
又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时，我们会看到物体表面很快结上一层白霜，这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热，使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法，制冷剂F—12不能回收和循环使用)。
目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。
蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。
二、制冷循环压缩机是保证制冷的动力，利用压缩机增加系统内制冷剂的压力，使制冷剂在制冷系统内循环，达到制冷目的。
开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，然后压缩成高温高压气体送冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入热力膨胀阀，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器，从周围物体吸热，经过风道系统使空调房间温度冷却下来，蒸发后的制冷剂回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。
三、制冷剂在制冷系统中状态从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。
高压侧的特点是：制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体，制冷剂流出冷凝器时，温度降低变为过冷液体。
从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧，其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。
制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态，在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。
到了蒸发器的出口，制冷剂的温度回升为过热气体状态。
蒸汽压缩式制冷
为了提高冷凝器的效率，需要定 期进行清洗和维护。
膨胀阀
膨胀阀的作用是将高压液态制 冷剂节流成低温低压的湿蒸汽， 以便进入蒸发器中进行蒸发吸 热。
膨胀阀的种类也有很多，根据 工作原理可以分为热力膨胀阀 和电子膨胀阀等。
选择合适的膨胀阀需要考虑制 冷系统的蒸发温度、制冷剂类 型、流量等因素。
商业制冷
01
商业制冷广泛应用于超市、商场 、餐厅等商业场所，为食品保鲜 、冷藏提供必要的低温环境。
02
商业制冷设备需具备高效、稳定 、低能耗等特点，以满足商业场 所对食品储存和陈列的需求。
工业制冷
工业制冷在制造业、制药业、化工等领域有广泛应用，主要用于控制生产过程中 的温度和湿度。
工业制冷设备需具备高效、稳定、可靠等特点，以确保生产过程的顺利进行和产 品质量。
蚀。
制冷剂应具有良好的环保性能， 如低臭氧层破坏潜势、温室效应 潜能低等。
03
制冷剂应经济性好，价格适宜， 获取方便。
04
PART 02
蒸汽压缩式制冷系统的组 成
REPORTING
WENKU DESIGN
压缩机
压缩机是蒸汽压缩式制冷系统的核心部件， 其主要作用是吸入蒸发器中的低温低压蒸汽 ，压缩成高温高压蒸汽，然后排出到冷凝器 中。
蒸汽压缩式制冷系统利用制冷剂 在压力变化下蒸发和冷凝的特性，
通过循环工作实现制冷效果。
制冷剂在蒸发器中吸收热量，由 液态变为气态，经压缩机压缩后， 在冷凝器中释放热量，由气态变
为液态。
循环过程中，制冷剂不断吸收和 释放热量，从而达到制冷的目的。
制冷循环过程
蒸发过程
压缩过程
制冷剂在蒸发器中吸收 热量，由液态变为气态。
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷原理
蒸汽压缩式制冷是一种常见的制冷方式，广泛应用于家用空调、商用冷藏设备等领域。
其原理基于蒸汽的压缩、冷凝、膨胀和蒸发
过程，通过这些过程来实现制冷效果。
在本文中，我们将深入探讨
蒸汽压缩式制冷的原理及其工作过程。
首先，蒸汽压缩式制冷的基本原理是利用蒸汽的物理性质来实
现制冷。
在制冷循环中，蒸汽通过压缩机被压缩成高压蒸汽，然后
通过冷凝器散发热量并冷凝成液态，再经过节流阀膨胀成低压蒸汽，最后通过蒸发器吸收热量并蒸发成蒸汽，完成了一个完整的制冷循环。
其次，蒸汽压缩式制冷的工作过程可以分为四个主要阶段，压缩、冷凝、膨胀和蒸发。
在压缩阶段，蒸汽被压缩机压缩成高压蒸汽，同时温度和压力均升高。
然后高压蒸汽进入冷凝器，在这里蒸
汽释放热量，冷却并凝结成液态。
接下来，液态蒸汽通过节流阀膨
胀成低压蒸汽，此时温度和压力均下降。
最后，低压蒸汽进入蒸发器，在这里吸收外界热量并蒸发成蒸汽，完成了整个制冷循环。
蒸汽压缩式制冷的原理非常简单，但却非常有效。
通过不断循
环利用蒸汽的物理性质，可以实现不断的制冷效果。
同时，蒸汽压缩式制冷还具有制冷效果好、稳定性高、操作简便等优点，因此被广泛应用于各个领域。
总的来说，蒸汽压缩式制冷原理是基于蒸汽的压缩、冷凝、膨胀和蒸发过程来实现制冷效果的。
通过压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等组件的合作，完成了一个完整的制冷循环。
蒸汽压缩式制冷具有原理简单、效果显著、操作方便等优点，因此被广泛应用于各种制冷设备中。
希望本文能够帮助大家更好地理解蒸汽压缩式制冷的原理和工作过程。
第3章 蒸气压缩式制冷
3
m
2
3
m
第一节 可逆制冷循环
4－1过程单位质量的吸热量 循环的单位质量输入功 循环的性能系数
q0 Tds T0m (s1 s4 ) T0m s
4
1
(3－10)
(3－1l) (3－12)
w q q0 (Tm T0 m )s
q0 T0 m COP w Tm T0 m
第一节 可逆制冷循环
循环效率(也称为热力完善度)用来说明制冷循环与可
逆制冷循环的接近程度。热力学上最为完善的循环是可逆 循环。制冷循环的循环效率定义为：一个制冷循环的性能 系数COP与相同低温热源、高温热汇温度下可逆制冷循环 的性能系数COPc之比，即 η=COP/COPc (3－7) 实际制冷循环中总会存在各种不可逆因素，其循环效率的 值介于0－1之间。η越接近1，说明越接近可逆循环，循环 的热力学完善程度越高。
制冷循环的热力学本质是：用能量补偿的方式把热量
从低温热源排到高温热汇。从这一本质出发，制冷循环不 但可以实现使物体降到环境温度以下的制冷目的，而且可 以用于使物体升到环境温度以上的加热目的。
第一节 可逆制冷循环
1.制冷机与热泵
在制冷机中人们以环境(环境温度的水或空气)为高温 热汇，利用逆向循环在低温下从低温热源吸热，收益是制 冷量。如果以环境为低温热源，利用循环在高温下向高温 热汇排热，收益是供热量，便可用此热量将某空间或物体 加热到环境温度以上。具有这种用途的机器叫做“热泵”。 可见，热泵与制冷机循环的热力学本质完全相同。这就是 将热泵纳入制冷技术范畴的理由。它们的区别仅在于使用 目的。单一用于制冷的机器叫制冷机；单一用于供热的机 器叫热泵。制冷机可以做成在一些时候用来制冷，在另一 些时候用来供热，这样的制冷机叫做热泵型制冷机。
制冷与低温技术原理(3.5.1)--蒸气压缩式制冷中的制冷剂
第一阶段：从 1830 年到 1930 年，主要采取 NH3 、 HCS 、 CO2 、空气等作为制冷剂，
有的有毒，有的可燃，有的效率很低，主要出于安全性的考虑，尽管使用了一百年之久 ，当出现了 CFCS 和 HCFCS 制冷剂后，还是当机立断，实现了重大的第一次转轨。
第二阶段：从 1930 年到 1990 年，主要采用 CFCS 和 HCFCS 制冷剂。使用了 60 年后
西安交通大学制冷与低温工程系
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Department of Refrigeration and Cryogenic Engineering
3.4 蒸气压缩式制冷中的制冷剂
制冷剂命名
为 了：书 写 和 表 达 简 便 ， 采 用 国 际 统 一
规定的符号命名制冷剂。 根据 ISO0817 制冷剂编号规定，
是制冷剂不可能加压液化的最低温度，在此温 度以上，即使再怎样提高制冷剂气体的压力， 也无法使它由气态变成液态。
* 通常把在临界温度以上的气态物质叫做气
体，把在临界温度以下的气态物质叫做汽。
粘 性 ， 比 热 容 和 导 热 性
制冷剂的粘性、导热性和比热容等 热物理性质是影响到制冷机的辅机 ( 特 别是热交换器 ) 设计的重要物性参数。
3.4 蒸气压缩式制冷中的制冷剂
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3.4 蒸气压缩式制冷中的制冷剂
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制冷剂在标准大气压 (101.32 kPa) 下的沸腾温度