[科普中國(guó)]-單級(jí)壓縮制冷循環(huán)

單級(jí)壓縮制冷機(jī)的工作過(guò)程是由制冷劑的壓縮、冷卻和冷凝、節(jié)流膨脹、蒸發(fā)等四個(gè)熱力過(guò)程組成的封閉過(guò)程，稱(chēng)為單級(jí)壓縮蒸氣制冷循環(huán)。制冷機(jī)的工作過(guò)程是比較復(fù)雜的，受多種外部及內(nèi)部條件的影響。1

單級(jí)壓縮制冷機(jī)工作流程圖1（1—4V-12.5壓縮機(jī) 2—冷凝器 3—安全閥 4—熱交換器 5—干燥過(guò)濾器 6—電磁閥 7—熱力膨脹閥 8—干式蒸發(fā)器）示出某冷凍機(jī)廠生產(chǎn)的FJZ-175、230型冷水機(jī)組的流程圖。它表示出機(jī)組的設(shè)備、控制閥門(mén)、設(shè)備與閥門(mén)的管道連接、以及各種監(jiān)測(cè)儀表和安全閥等。這一流程可以說(shuō)是典型的單級(jí)壓縮蒸氣制冷機(jī)的工作流程。1

設(shè)備、閥門(mén)的作用（1）壓縮機(jī)是用來(lái)壓縮和輸送氣體，使蒸發(fā)器中產(chǎn)生的R 22低壓蒸氣被壓縮到冷凝壓力，并迫使R22在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。

（2）冷凝器是用來(lái)使被壓縮到冷凝壓力的R22冷卻并凝結(jié)為液體，冷凝時(shí)放出的熱量被冷卻水帶走。

（3）熱力膨脹閥是用來(lái)使R22液體節(jié)流降壓，并同時(shí)起控制流量的作用，以適應(yīng)冷量負(fù)荷的變化。

（4）熱交換器是利用R22低壓蒸氣的低溫，使由冷凝器出來(lái)的R22液體過(guò)冷，以防在膨脹閥前汽化，干燥過(guò)濾器是用來(lái)清除R22液體中的水分和機(jī)械雜質(zhì)，免使閥孔被堵塞或在膨脹閥中產(chǎn)生冰塞。

（5）在蒸發(fā)器中，R22液體在低壓低溫條件下蒸發(fā)吸熱，使冷水(或稱(chēng)冷媒水)的溫度降低，可用于空氣調(diào)節(jié)或某些生產(chǎn)工藝過(guò)程。

（6）系統(tǒng)中設(shè)有幾個(gè)截止閥，通過(guò)它們的啟閉，可以使制冷系統(tǒng)連通或斷開(kāi)，其中電磁閥同熱力膨脹閥連用，以防停機(jī)后R22液體繼續(xù)流入蒸發(fā)器引起下次開(kāi)機(jī)時(shí)的液擊；另有兩個(gè)Dg6閥門(mén)，分別用來(lái)充入R22和排除系統(tǒng)內(nèi)的不凝性氣體(主要是空氣)。

（7）系統(tǒng)中還裝有壓力表和溫度計(jì)，用來(lái)監(jiān)測(cè)冷水、冷卻水和R22的壓力和溫度；此外，冷凝器上還裝有安全閥，當(dāng)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，安全閥能自動(dòng)開(kāi)啟，將部分R22蒸氣放掉。1

原則性系統(tǒng)圖圖1所示冷水機(jī)組的設(shè)備和閥門(mén)雖然較多，但對(duì)完成制冷循環(huán)來(lái)說(shuō)，起主要作用的只有四件：壓縮機(jī)、冷凝器、熱力膨脹閥和蒸發(fā)器。它們?cè)谥评溲h(huán)中是缺一不可的。氣液熱交換器雖對(duì)完成制冷循環(huán)有一定的影響，但不是基本設(shè)備。因?yàn)椴挥脷庖簾峤粨Q器同樣可以完成制冷循環(huán)，只是循環(huán)特性有所不同。這些設(shè)備的類(lèi)型是比較多的，例如制冷壓縮機(jī)有活塞式、回轉(zhuǎn)式和離心式，冷凝器有水冷式和空冷式，蒸發(fā)器有冷卻液體載冷劑的蒸發(fā)器和冷卻空氣的蒸發(fā)器，而可使制冷劑液體節(jié)流降壓的設(shè)備有熱力膨脹閥、浮球調(diào)節(jié)閥、手動(dòng)節(jié)流閥及毛細(xì)管等多種(通稱(chēng)為節(jié)流機(jī)構(gòu))。但從熱力學(xué)角度考慮，制冷劑在其中所進(jìn)行的熱力過(guò)程是基本上相同的。因此，單級(jí)壓縮制冷機(jī)的基本組成和工作過(guò)程可以用圖2所示的簡(jiǎn)圖表示，稱(chēng)為單級(jí)壓縮制冷機(jī)的原則性系統(tǒng)圖。而且所用工質(zhì)不限于R22，可以是任一種合用的制冷劑。1

圖2所示單級(jí)壓縮制冷機(jī)的工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下。在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的壓力為P0的制冷劑蒸氣，首先被壓縮機(jī)吸入并絕熱地壓縮到冷凝壓力Pk，然后進(jìn)入冷凝器中．被冷卻水（或空氣）冷卻而凝結(jié)成壓力為Ph的高壓液體，制冷劑液體經(jīng)節(jié)流機(jī)構(gòu)絕熱膨脹，壓力降低到蒸發(fā)壓力P0，同時(shí)降溫到蒸發(fā)溫度t0，變成氣液兩相混合物；然后進(jìn)入蒸發(fā)器中，在低溫下吸取被冷卻對(duì)象(液體載冷劑或空氣)的熱量而蒸發(fā)成蒸氣。這樣，便完成了制冷循環(huán)。在低溫下吸取被冷卻物體的熱量，連同壓縮機(jī)的功轉(zhuǎn)化的熱量一起，轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)。1

單級(jí)壓縮蒸氣制冷的特點(diǎn)（1）制冷設(shè)備需組成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制冷劑在其中循環(huán)流動(dòng)，并在一次循環(huán)中要連續(xù)兩次發(fā)生相變(一次冷凝、一次蒸發(fā))。

（2）實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)的推動(dòng)力來(lái)自壓縮機(jī)，在它同節(jié)流機(jī)構(gòu)的配合作用下，將制冷系統(tǒng)分為低壓和高壓兩個(gè)部分。在低壓部分中，通過(guò)蒸發(fā)器向被冷卻物體吸熱，在高壓部分中，通過(guò)冷凝器向環(huán)境介質(zhì)放熱。

（3）制冷劑蒸氣只經(jīng)一次壓縮，從蒸發(fā)壓力P0壓縮到冷凝壓力Pk。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

鄭國(guó)忠 - 副教授 - 華北電力大學(xué)