8-2 空气压缩制冷循环

压缩空气制冷循环压缩空气制冷循环以空气为工质，其循环的装置简图见图6-21，循环的图和图如图6-22所示。

从冷库出来的空气状态为1，其温度（为冷库温度）压力为，接着进入压缩机进行压缩，升温升压到、，再进入冷却器进行定压放热，温度下降到（=），然后进入膨胀机实现膨胀，使压力下降到，温度进一步下降到最后进（），入冷库进行定压吸热过程完成循环。

循环的最高压力与最低压力之比称作增压比，用表示。

进行循环分析时，为突出主要问题，假定所有的过程都是可逆过程、在压缩机内的压缩过程及膨胀机内的膨胀过程均为可逆绝热过程并且空气可作为比热容取定值的理想气体。

压缩空气理想制冷循环的构成与燃气轮机装置定压加热理想循环一样仅是方向相反？是的，在热力学分析上，压缩空气制冷循环可以视为布雷敦逆循环。

参看图6-22，循环中工质从低温热源（冷库）吸热量亦即循环中工质的制冷量：排向高温热源的热量为压气机消耗的功为膨胀气缸中回收的功为所以，循环消耗的净功是因此，循环的制冷系数为考虑到1-2,3-4都是可逆绝热过程，因而有将之代入制冷系数表达式可得(6-20)上式表明，循环增压比越小，制冷系数越大。

但增压比越小，单位质量工质的制冷量也越小。

当由（/）下降到（/）时制冷量也由面积1-4-4’-1’-1下降为面积1-9-9’-1’-1。

所以，不能太小。

在相同的低温热源（冷库）和高温热源之间工作的卡诺逆循环的制冷系数为与式(6-20)比较，因为，所以，这里再次看到相同温度两热源（和）之间卡诺逆循环的制冷系数最大。

压缩空气制冷循环的制冷量为 (6-21)式中，是循环工质的质流量。

可见制冷量取决于温差和质流量。

压缩空气制冷循环的制冷系数,循环压力比
压缩空气制冷循环的制冷系数是与工质的压缩比和膨胀比有关，其表达式为：COP=\frac{T_{4}-T_{1}}{T_{2}-T_{1}}
其中，T_1为外界温度，T_2为压缩前的空气温度，T_4为膨胀后的空气温度。

循环压力比是指膨胀机出口压力与压缩机入口压力之比，即：
PR=\frac{P_{4}}{P_{2}}
其中，P_4为膨胀机出口压力，P_2为压缩机入口压力。

对于压缩空气制冷循环来说，制冷系数和循环压力比之间存在一定的关系，通常情况下随着循环压力比的增加，制冷系数也会有所提高。

但是，循环压力比过高也会导致系统的效率下降和能量消耗的增加，因此需要根据实际情况进行合理的选择。

目录一、制冷循环的工作原理 (1)二、压缩式制冷 (3)三．吸收式制冷 (5)四、其他制冷方式 (6)1、蒸汽喷射制冷 (6)2、空气压缩制冷 (7)3、声能(热声效应)制冷技术 (8)4、热管式制冷技术 (10)5、磁制冷技术 (10)6、吸附式制冷 (11)7、热电制冷 (12)浅谈制冷循环生活中，存在着各种制冷循环，电冰箱、空调、汽车等，它与我们的生活密切相关。

通过对制冷循环的研究与改进，可以有效地实现节能降耗。

一、制冷循环的工作原理与动力装置相反，制冷循环装置是通过外界对系统提供能量，使制冷工质将热量从低温物体（如冷库等）移向高温物体（如大气环境）的循环过程，从而将物体冷却到低于环境温度，并维持此低温。

制冷循环由压缩过程、冷凝过程、膨胀过程、蒸发过程组成。

就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断的在蒸发器处吸热汽化，进行制冷降温。

逆卡诺循环是理想制冷循环，它的工作过程如下：绝热压缩过程1'—2'，制冷剂的温度由T0'升至Tk'，外界输入功w ；等温冷凝过程2'—3'，制冷剂在等温Tk'向高温热源放出热量qk'；绝热膨胀过程3'—4'，制冷剂的温度由Tk‘降至T0’，膨胀机输出功we ；等温蒸发过程4'—1'，制冷剂在等温T0'吸收低温热源中的热量q0'制冷循环的重要参数是制冷系数， 制冷系数是指单位功耗所能获得的能量，也称制冷性能系数，用符号COP 表示，它是制冷系统（制冷机）的一项重要技术经济指标。

制冷性能系数大，表示制冷系统（制冷机）能源利用效率高。

逆卡诺循环的制冷系数： )0/(0))(0/()(0/q0'''''''c T Tk T S S T Tk S S T W b a b a c -=---==ε在一定的环境温度下，冷库温度越低，制冷系数就越小。

制冷循环工作原理
制冷循环是一种常用于制冷和空调设备中的运行原理，它通过循环流动的制冷剂来吸收空气中的热量，并将其排放到室外。

制冷循环的工作原理如下：
1. 蒸发器：制冷循环的第一步是将制冷剂注入蒸发器中。

蒸发器通常位于需要冷却的区域内部。

当制冷剂进入蒸发器时，它处于液态，并且通过与周围空气接触，吸收室内的热量。

这个过程将导致制冷剂从液态变为气态。

2. 压缩机：当制冷剂从蒸发器中蒸发后，它以气态进入压缩机。

压缩机起到将制冷剂压缩的作用，使其成为高压高温的气体。

这个过程需要消耗一定的能量。

3. 冷凝器：高压高温的制冷剂接下来进入冷凝器。

冷凝器位于室外，其内部有一些细小的管道或片状散热器。

当制冷剂通过冷凝器时，它与环境的空气进行热交换，并排放掉吸收的热量。

这个过程将导致制冷剂从气态变为液态。

4. 膨胀阀：从冷凝器出来的制冷剂经过膨胀阀的节流作用，降低其压力和温度。

这使得制冷剂能够再次进入蒸发器，并重新开始循环。

通过不断重复上述循环，制冷循环能够从室内吸收热量并排放到室外，从而实现了制冷或空调的效果。

此外，制冷剂在循环过程中经历相态变化，从液态到气态再到液态，这使得系统能
够高效地吸收和释放热量。

制冷循环工作原理的基本原理和组成部分类似于常见的冷冻冷藏设备或汽车空调系统。

压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入蒸发器的入口，从而完成制冷循环。

压缩机（compressor）常用压缩机有两种：制冷压缩机、空气压缩机。

1制冷压缩机是输送气体和提高气体压力的一种从动的流体机械。

是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发( 吸热) 的制冷循环。

2空气压缩机简称空压机，特点是由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。

由于气缸内压力的变化，通过进气阀使空气经过空气滤清器（消声器）进入气缸，在压缩行程中，由于气缸容积的缩小，压缩空气经过排气阀的作用，经排气管，单向阀（止回阀）进入储气罐，当排气压力达到额定压力0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。

当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。

蒸发器蒸发器就是把经过压缩、液化的制冷剂气化，由液态变为气态，同时吸收热量，作用就是降低周围介质的温度，起到制冷作用。

机械蒸汽再压缩式蒸发器（MVR），是将二次蒸汽经压缩机压缩后，使加热热量得到循环利用。

该系统能耗低，结构简单，运行稳定，无需冷凝器、冷却塔等设备，也无需生蒸汽、冷却水等公用工程。

该技术也适用于企业原有的多效蒸发系统的改造。

以每年蒸发量为10吨/小时的蒸发器为例，MVR运行费用比三效蒸发器的节省367.2万元。

技术特点：1）低能耗、低运行费用；2）占地面积小；3）公用工程配套少，工程总投资少，4）运行平稳，自动化程度高；5）无需原生蒸汽；6）可以在40℃以下蒸发而无需冷冻设备，特别适合于热敏性物料。

技术参数：1）蒸发一吨水需要耗电为23-70度电；2）可以实现蒸发温度17-40℃的低温蒸发（无需冷冻水系统）；3）无需生蒸汽；4）无需冷凝器以及冷却水。