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蒸气压缩式制冷的理论循环1. 单级蒸气压缩式制冷的理论循环的形式单级蒸气压缩式制冷的理论循环是在逆卡诺循环的基础上，作了如下变化：（1）节流阀代替膨胀机；（2）干压缩代替湿压缩。
循环的特点是制冷剂在压缩机的吸入状态和冷凝器的出口状态都是饱和状态，又将理论循环称为饱和循环。
当然，理论循环还保留逆卡诺循环的其它假定。
循环原理图和循环状态点在T－S图上的表示如图1-2、图1-3所示。
单级蒸气压缩式制冷循环由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器四大部件组成。
制冷剂在循环过程中各点的状态分别是：压缩机吸入口状态1为低温低压的饱和蒸气；压缩机压缩后状态2为高温高压的过热蒸气状态；冷凝器出口状态3为常温高压的饱和液体状态；节流阀图1-2 理论循环原理图图1-3理论循环在T-S图上的表示出口状态4为低温低压的湿蒸气状态（由大部分低温饱和液体和小部分低温饱和蒸气组成）。
将这四个状态点的特性列成表来表示，见表1-1。
单级蒸气压缩式制冷理论循环各状态点特性表1-1循环过程中，各设备的作用是：压缩机起到了压缩和输送制冷剂，并造成蒸发器的低压作用；冷凝器起到了将低温物体的热量和压缩功转变的热量传给环境的作用；蒸发器则起到了吸收被冷却物体的热量的作用；节流阀起到节流降压、调节流量的作用。
制冷压缩机和节流阀将制冷系统分成高低压两个部分，高压部分从压缩机出口到节流阀进口；低压部分从节流阀出口到压缩机进口。
通过制冷循环，制冷剂不断吸收被冷却物体的热量，使被冷却物体温度维持在所需较低温度的水平，达到制冷的目的。
2. 单级蒸气压缩式制冷的理论循环在压焓图上的表示制冷循环中各过程的功量与热量的变化在压焓图中均可用过程初、终态制冷剂的焓值变化来计算，制冷工程广泛应用压焓图分析计算制冷循环。
（1）压焓图压焓图的示意图见1-4。
压焓图是以绝对压力为纵坐标（为了缩小图面，用对数坐标，其上的压力数值不需换算），以比焓为横坐标来表示制冷剂的状态。
二线、三区域、五种状态、六条等参数线。
制冷循环原理3.1 蒸气压缩式制冷原理如果制冷工质状态变化跨越液、气两态，则制冷循环称为蒸气压缩制冷循环。
蒸气压缩制冷装置是目前使用最广泛一种制冷装置，绝大多数家用冰箱、空调机、冷柜等都是采用蒸气压缩式制冷。
3.1.1 单级蒸气压缩制冷循环分析家用冰箱、空调机、冷柜等制冷装置功能、结构形式、整体布局虽然不同，其主要部件都包括压缩机、冷凝器、膨胀阀（或称节流阀）和蒸发器四部分。
通过简化如图3-1所示。
图3-1是蒸气压缩制冷装置制冷循环示意图。
其工作循环如下：经过膨胀阀（毛细管）绝热节流，降压降温至状态4湿蒸气进入蒸发器（冷库），进行定压蒸发吸热，离开蒸发器时已成为干饱和蒸气；从蒸发器出来状态1干饱和蒸气被吸入压缩机进行压缩，升压、升温至过热蒸气状态2；进入冷凝器，进行定压放热，凝结为液体3；从冷凝器出来液体经过膨胀阀（毛细管）节流降压至湿蒸气状态4进入蒸发器（冷库），从而完成了一个循环4-1-2-3-4。
蒸气压缩式制冷循环可概括为四个过程。
①蒸发过程4-1 低温低压液体制冷剂从冷库中以汽化潜热方式吸收被冷却物热量后，变成低温低压制冷剂蒸气。
②压缩过程1-2 为了维持一定蒸发温度，制冷剂蒸气必须不断地从蒸发器引出，从蒸发器出来制冷剂蒸气被压缩机吸入并被压缩成高压气体，且由于在压缩过程中，压缩机要消耗一定机械功，机械能又在此过程中转换为热能，所以制冷剂蒸气温度有所升高，制冷剂蒸气呈过热状态。
③冷凝过程2-3从制冷压缩机排出高温高压过热制冷剂蒸气，进入冷凝器后受到冷却物（如冷却水、空气等）冷却而变为液体。
④节流过程3-4从冷凝器出来制冷剂液体经过降压设备（如节流阀、膨胀阀等）减压到蒸发压力。
节流后制冷剂温度也下降到蒸发温度，并产生部分闪蒸气体。
节流后气液混合物进入蒸发器进行蒸发过程。
上述四个过程依次不断进行循环，从而达到连续制冷目。
3.1.2单级压缩式制冷循环在压-焓图上表示单级压缩式制冷循环主要由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大件所组成，这四大件由管道连接起来，便构成了一个最简单制冷系统（如图3-1所示）。
制冷技术单级蒸气压缩式制冷循环单级蒸气压缩式制冷循环是一种常用的制冷技术，广泛应用于家用、商用及工业领域。
该制冷循环通过压缩制冷剂，使其在高温高压下变成高温高压气体，然后通过冷凝器对其进行冷却并变成高压液体，最后通过膨胀阀使其变成低温低压液体，完成整个循环过程。
单级蒸气压缩式制冷循环主要由四个部分组成，分别是压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
这些部分都有各自的功能和特点，下面将逐一介绍。
1. 压缩机：是整个制冷循环的核心部分，其作用是将低压低温制冷剂压缩成高温高压气体。
在压缩机内部，制冷剂通过旋转或往复运动的活塞被压缩，使其温度和压力都升高，然后排出到冷凝器中。
2. 冷凝器：主要作用是对高温高压气体进行冷却，使其冷却成高压液体。
在冷凝器中，高压气体通过散热器散发出热量，同时被冷却的制冷剂也变成高压液体。
3. 膨胀阀：是制冷循环中的节流装置，其作用是将高压液体膨胀成低温低压液体。
膨胀阀的流道十分窄小，制冷剂在经过时会发生流速的急剧降低，从而产生一定的压缩膨胀效应，使其温度和压力都降低。
4. 蒸发器：主要作用是对低温低压液体进行蒸发，从而吸收蒸发时需要的热量。
在蒸发器中，低温低压液体通过翅片式散热器散发出热量，同时由于蒸发带走了一定的热量，制冷剂变成低温低压气体，然后重新进入压缩机进行再次压缩。
以上四个部分形成的制冷循环流程是一个不断循环的过程，从而达到制冷的目的。
制冷循环中每个部件的功能及性能特点，都对整个制冷循环的效率、能耗有很大的影响。
因此，在实际应用中需要根据具体的环境和要求，选择合适的制冷剂和设备，调整制冷循环的工作参数，以满足不同的制冷需求。
蒸汽压缩式制冷循环原理图及计算（带例题）1、单级蒸汽压缩式制冷系统的组成压缩机：制冷系统的“心脏”，压缩和输送制冷剂蒸气。
冷凝器：输出热量，冷却制冷剂。
节流阀：节流降压，并调节进入蒸发器的制冷剂流量。
蒸发器：吸收热量（输出冷量）从而制冷。
2、单级蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算图上各线段代表循环的不同过程1－2：压缩机中的等熵（绝热）压缩过程。
2－3：冷凝器内的等压冷却、冷凝、过冷过程。
3－4：节流阀内的等焓节流过程。
4－1：蒸发器内的吸热等压气化过程。
1.制冷压缩机2.冷凝器3.蒸发器4.节流阀状态点的确定1点：Po等压线与x=1蒸气干饱和线交点2点：Pk等压线与s1等熵线交点3点：Pk等压线与x=0液态饱和线交点4点：Po等压线与h3等焓线交点3、单级蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算(1)单位质量制冷量q0 kJ/kg q0=h1- h4(2)单位容积制冷量qv kJ/m3 qv= q0/v1=(h1-h4)/v1(3)单位质量耗功率w kJ/kg w=h2-h1(4)单位冷器热负荷qk kJ/kg qk= h2-h3(5)理论制冷系数ε ε=q0/w=(h1-h4)/ (h2-h1)(6)制冷剂质量流量qm kg/s qm =Q0/q0(7)压缩机的理论耗功率N= qm w= qm(h2-h1) kW(8)冷凝器总负荷Qk kW Qk = qm qk= qm(h2-h3)例题：某单级蒸汽压缩式制冷循环系统，设定总制冷量Q0=100Kw,在空调工况下工作。
采用R22作制冷剂时，试做理论循环的热力计算。
解：在空调工况下工作，蒸发温度t0=5℃,冷凝温度tk=40 ℃R22的压焓图得：计算结果4、工况变化对运行特性的影响压缩机的工况：决定循环的蒸发、冷凝温度、过冷度等。
工况参数对制冷工作的影响：制冷压缩机的制冷量，制冷压缩机的轴功率。
其他条件不变，供液过冷度、吸气过热度的影响有害过热：发生在蒸发器后的吸气管中的过热过程，装置的q0未增加，Q0和 下降。
制冷技术与装置第四章蒸气压缩式制冷掌握重点：单级压缩各类循环的热力学计算、性能影响及特性分析；两级压缩与复叠式制冷的概念、流程、能量平衡、参数设计、应用场合。
§4.1 单级蒸气压缩式制冷理论循环（将复杂问题简单化，忽略次要因素）单级蒸气压缩式制冷理论循环的假设基础：（1）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；（2）离开蒸发器、进入压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气，离开冷凝器、进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体（4）制冷剂在管道内没有流动阻力损失，除了蒸发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管外介质之间没有热交换（5）制冷剂在流过节流装置时，流速变化忽略不计，且与外界环境没有热交换（3）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；如何在T-S图上和p-h图上描述单级蒸气压缩式制冷理论循环？7理论循环在T-S图（a）和lg p-h图（b）上的表示=dd-q dhw蒸发过程：吸收外界热量，在T-s图上用面积1-5-b-a-1代表，而在lg p-h图上则用线段5-1表示。
1345762.制冷量减少h 5-h 746743’二者是相等的！面积57cbc b ad 带来的好处：1.省掉膨胀机，设备简化2.改变膨胀阀开度，易调节蒸发温度膨胀阀代替膨胀机的原因：1.饱和液体或两相混合物膨胀系数小，做功有限2.膨胀功回收设备（膨胀机）结构复杂，加工困难3.湿过程缺点：COP 下降膨胀阀不仅不能回收膨胀功，反而将膨胀功部分转化为热能，损失了部分制冷量(3)理论比功w 0120h h w -=单级压缩蒸气制冷机的理论比功也是随制冷剂种类和制冷机循环的工作温度而变的。
(4)单位冷凝热q k包括显热和潜热两部分()()q h h h h h h k =-+-=-233424(5)理论循环制冷系数ε0ε0001421==--q w h h h h 制冷系数愈大经济性愈好冷凝温度越高制冷系数越小蒸发温度越低q q w k =+00循环能量守恒(6)热力完善度单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完善度按定义可表示为412410T T T h h h h c ---==εεηεc :在低温热源温度（T 0）和高温热源温度温度（T 4）之间工作的逆卡诺循环的制冷系数。
