[科普中國]-蒸汽壓縮制冷循環(huán)

液體的沸騰溫度（飽和溫度）隨液體所處的壓力而變化，壓力越低液體的飽和溫度也越低；如：1Kg液態(tài)R22在0.584Mpa壓力時(shí)的沸騰溫度為5℃，吸熱量（制冷量）為201.246KJ/Kg；在0.64MPa壓力時(shí)的沸騰溫度為8℃，吸熱量（制冷量）為198.695 KJ/Kg。

原理編輯

液體蒸發(fā)時(shí)吸收熱量

基本概念編輯

概念不同液體的沸騰溫度與壓力、吸熱量也各不相同。因此，只要根據(jù)制冷所用液體（制冷劑）的熱力性質(zhì)，并創(chuàng)造一定的壓力條件，就可獲得所要求的低溫。

制冷工質(zhì)（制冷劑、冷媒、雪種）；

常用有：氨（R717）、氟里昂等；

氟里昂：R11： 一氟三氯甲烷

R22： 二氟一氯甲烷

R23： 三氟 甲烷

R134a：四氟乙烷；

R123：三氟二氯乙烷；

載冷劑傳遞冷量的物質(zhì)，空調(diào)一般是用水做載冷劑。

制冷量單位——千瓦（Kw）、 大卡（Kcal）、冷噸（Rt）；

1千瓦（Kw）= 860大卡（Kcal）；

1 冷噸（Rt）= 3.517 Kw = 3024 Kcal ;

100Rt = 351.7 K w = 30萬Kcal

冷噸（美）定義：是以24小時(shí)能把1噸（美）=2000磅0℃水凍成0℃的冰的制冷能力定為制冷能力單位，即RT。

冷凝溫度氣體液化時(shí)的溫度（在一定壓力下）

同一物質(zhì)冷凝溫度是隨壓力變化而變化。

制冷循環(huán)的主要設(shè)備編輯

壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器四大主件組成。用人為方法使制冷劑在密閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行物態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)）變化，達(dá)到連續(xù)、穩(wěn)定提供冷量的一套制冷裝置。

制冷循環(huán)的各個(gè)參數(shù)：（制冷劑R22 ）

制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)參數(shù)：氣態(tài)：壓力0.64 Mpa ；溫度 8℃ ；

壓縮機(jī)出口： 氣態(tài)：壓力1.5 Mpa ；溫度 85℃ ；

冷凝器內(nèi)參數(shù)： 液態(tài)：壓力1.5 Mpa ；溫度 37℃ ；

冷卻水溫度： 出口溫度： 37 ℃ ； 進(jìn)口溫度： 32 ℃ ；

冷凍水溫度： 出口溫度： 8 ℃ ； 進(jìn)口溫度： 13 ℃ 。

由于壓縮機(jī)機(jī)型不同，以上各參數(shù)也不盡相同。

1）壓縮機(jī) ：

壓縮機(jī)分類： 活塞式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)、離心式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)等。

2）冷凝器與蒸發(fā)器：

一般是臥式殼管式；九十年代研制出板式換熱器，已經(jīng)被一些生產(chǎn)廠家在小型制冷機(jī)組上采用。

3）節(jié)流膨脹閥：

1）功能：降壓降溫；調(diào)節(jié)流量。

2) 類型：

A. 手動膨脹閥

B. 熱力膨脹閥：由感溫包、膜片等組成。

C. 浮球閥：保持蒸發(fā)中的液位恒定。

D． 電子膨脹閥。

制冷循環(huán)過程編輯

由制冷壓縮機(jī)抽吸從蒸發(fā)器流過來的低壓、低溫制冷劑蒸氣，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮成高壓、高溫蒸氣而排出，這樣就把制冷劑蒸氣分成了高壓區(qū)和低壓區(qū)。從壓縮機(jī)的排出口至節(jié)流元件的入口端為高壓區(qū)，該區(qū)壓力稱高壓壓力或冷凝壓力，溫度稱為冷凝溫度。從節(jié)流元件的出口至壓縮機(jī)的吸入口為低壓區(qū)，該 區(qū)壓力稱為低壓壓力或蒸發(fā)壓力，溫度稱為蒸發(fā)溫度。正是由于壓縮機(jī)造成的高壓和低壓之間的壓力差，才使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)不斷地流動。一旦高、低壓之間的壓力差消失，即高低壓平衡之一，制冷劑就停止了流動。高壓區(qū)和低壓區(qū)壓力差的產(chǎn)生及壓力差的大小，完全是壓縮機(jī)壓縮蒸氣的結(jié)果，壓縮機(jī)一旦推動壓縮蒸氣的能力，即形成的壓力差很小，制冷循環(huán)也就不存在了。壓縮機(jī)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)是靠消耗電能或機(jī)械能來實(shí)現(xiàn)的。

蒸氣壓縮式制冷循環(huán)可概括為四個(gè)過程：

蒸發(fā)過程液體制冷劑經(jīng)節(jié)流元件流入蒸發(fā)器后，由于壓力的降低，開始沸騰汽化，其汽化(蒸發(fā))溫度與壓力有關(guān)。液體汽化過程中，吸收周圍介質(zhì)——水、空氣或物品的熱量，這些介質(zhì)由于推動熱量而溫度降低，實(shí)現(xiàn)了制冷的目的。液體的汽化是一個(gè)逐漸的過程中，最終所有的液體變?yōu)楦娠柡驼魵?，繼而流入壓縮機(jī)的吸氣口。

壓縮過程為維持一定的蒸發(fā)溫度，制冷劑蒸氣必須不斷地從蒸發(fā)器引出，從蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸氣被壓縮機(jī)吸入并被壓縮成高壓氣體，且由于壓縮過程中，壓縮機(jī)要消耗一定的機(jī)械能，機(jī)械能又在此過程中轉(zhuǎn)換為熱能，所以制冷劑蒸氣的溫度有所升高，制冷劑蒸氣呈過熱狀態(tài)。

冷凝過程從制冷壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑蒸氣，在冷凝器放出熱量，把熱量傳給它周圍的介質(zhì)——水或空氣，從而使制冷劑蒸氣逐漸冷凝成液體。在冷凝器中，制冷劑蒸氣向介質(zhì)散發(fā)熱量有兩個(gè)基本條件：一是制冷劑蒸氣冷凝時(shí)的溫度一定要高于周圍介質(zhì)的溫度，壓根保持適當(dāng)?shù)臏夭?二是根據(jù)壓縮機(jī)送入冷凝器的制冷劑蒸氣的多少，冷凝器要有適當(dāng)?shù)墓荛L和面積，以保證制冷蒸氣能在冷凝器中充分冷凝。1

節(jié)流過程從冷凝器出來的制冷液體經(jīng)過降壓設(shè)備(如節(jié)水閥、膨脹閥等)減壓到蒸發(fā)壓力。節(jié)流后的制冷劑溫度也下降到蒸發(fā)溫度，并產(chǎn)生部分閃發(fā)蒸氣。節(jié)流后的氣流混合物進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)過程。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

尚華娟 - 副教授 - 上海財(cái)經(jīng)大學(xué)