[科普中国]-蒸汽压缩制冷循环

液体的沸腾温度（饱和温度）随液体所处的压力而变化，压力越低液体的饱和温度也越低；如：1Kg液态R22在0.584Mpa压力时的沸腾温度为5℃，吸热量（制冷量）为201.246KJ/Kg；在0.64MPa压力时的沸腾温度为8℃，吸热量（制冷量）为198.695 KJ/Kg。

原理编辑

液体蒸发时吸收热量

基本概念编辑

概念不同液体的沸腾温度与压力、吸热量也各不相同。因此，只要根据制冷所用液体（制冷剂）的热力性质，并创造一定的压力条件，就可获得所要求的低温。

制冷工质（制冷剂、冷媒、雪种）；

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；

载冷剂传递冷量的物质，空调一般是用水做载冷剂。

制冷量单位——千瓦（Kw）、 大卡（Kcal）、冷吨（Rt）；

1千瓦（Kw）= 860大卡（Kcal）；

1 冷吨（Rt）= 3.517 Kw = 3024 Kcal ;

100Rt = 351.7 K w = 30万Kcal

冷吨（美）定义：是以24小时能把1吨（美）=2000磅0℃水冻成0℃的冰的制冷能力定为制冷能力单位，即RT。

冷凝温度气体液化时的温度（在一定压力下）

同一物质冷凝温度是随压力变化而变化。

制冷循环的主要设备编辑

压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器四大主件组成。用人为方法使制冷剂在密闭系统内进行物态（气态、液态）变化，达到连续、稳定提供冷量的一套制冷装置。

制冷循环的各个参数：（制冷剂R22 ）

制冷工质在蒸发器内参数：气态：压力0.64 Mpa ；温度 8℃ ；

压缩机出口： 气态：压力1.5 Mpa ；温度 85℃ ；

冷凝器内参数： 液态：压力1.5 Mpa ；温度 37℃ ；

冷却水温度： 出口温度： 37 ℃ ； 进口温度： 32 ℃ ；

冷冻水温度： 出口温度： 8 ℃ ； 进口温度： 13 ℃ 。

由于压缩机机型不同，以上各参数也不尽相同。

1）压缩机 ：

压缩机分类： 活塞式压缩机、螺杆式压缩机、离心式压缩机、涡旋式压缩机等。

2）冷凝器与蒸发器：

一般是卧式壳管式；九十年代研制出板式换热器，已经被一些生产厂家在小型制冷机组上采用。

3）节流膨胀阀：

1）功能：降压降温；调节流量。

2) 类型：

A. 手动膨胀阀

B. 热力膨胀阀：由感温包、膜片等组成。

C. 浮球阀：保持蒸发中的液位恒定。

D． 电子膨胀阀。

制冷循环过程编辑

由制冷压缩机抽吸从蒸发器流过来的低压、低温制冷剂蒸气，经压缩机压缩成高压、高温蒸气而排出，这样就把制冷剂蒸气分成了高压区和低压区。从压缩机的排出口至节流元件的入口端为高压区，该区压力称高压压力或冷凝压力，温度称为冷凝温度。从节流元件的出口至压缩机的吸入口为低压区，该 区压力称为低压压力或蒸发压力，温度称为蒸发温度。正是由于压缩机造成的高压和低压之间的压力差，才使制冷剂在系统内不断地流动。一旦高、低压之间的压力差消失，即高低压平衡之一，制冷剂就停止了流动。高压区和低压区压力差的产生及压力差的大小，完全是压缩机压缩蒸气的结果，压缩机一旦推动压缩蒸气的能力，即形成的压力差很小，制冷循环也就不存在了。压缩机不停地运转是靠消耗电能或机械能来实现的。

蒸气压缩式制冷循环可概括为四个过程：

蒸发过程液体制冷剂经节流元件流入蒸发器后，由于压力的降低，开始沸腾汽化，其汽化(蒸发)温度与压力有关。液体汽化过程中，吸收周围介质——水、空气或物品的热量，这些介质由于推动热量而温度降低，实现了制冷的目的。液体的汽化是一个逐渐的过程中，最终所有的液体变为干饱和蒸气，继而流入压缩机的吸气口。

压缩过程为维持一定的蒸发温度，制冷剂蒸气必须不断地从蒸发器引出，从蒸发器出来的制冷剂蒸气被压缩机吸入并被压缩成高压气体，且由于压缩过程中，压缩机要消耗一定的机械能，机械能又在此过程中转换为热能，所以制冷剂蒸气的温度有所升高，制冷剂蒸气呈过热状态。

冷凝过程从制冷压缩机排出的高压制冷剂蒸气，在冷凝器放出热量，把热量传给它周围的介质——水或空气，从而使制冷剂蒸气逐渐冷凝成液体。在冷凝器中，制冷剂蒸气向介质散发热量有两个基本条件：一是制冷剂蒸气冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度，压根保持适当的温差;二是根据压缩机送入冷凝器的制冷剂蒸气的多少，冷凝器要有适当的管长和面积，以保证制冷蒸气能在冷凝器中充分冷凝。1

节流过程从冷凝器出来的制冷液体经过降压设备(如节水阀、膨胀阀等)减压到蒸发压力。节流后的制冷剂温度也下降到蒸发温度，并产生部分闪发蒸气。节流后的气流混合物进入蒸发器进行蒸发过程。

本词条内容贡献者为:

尚华娟 - 副教授 - 上海财经大学