气体制冷循环

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）。

制冷装置的原理制冷是指通过某种物理或化学方式，将热量从一个物体或空间转移到另一个物体或空间，以达到降低温度的目的。

制冷装置是实现制冷过程的工具，它们以各种原理和技术运作，为我们提供了在炎热夏天或其他需要降温的环境中舒适度和便利性。

一、制冷循环基本原理制冷装置的运行基于热力学循环原理，主要包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。

1. 蒸发过程：制冷装置中的工质在蒸发器中加热，从而吸收外部环境中的热量。

这个过程中，工质由液态转变为气态，并带走热量，实现了降温效果。

2. 压缩过程：经过蒸发，工质变为气体状态后，进入压缩机。

压缩机对气体进行压缩，将气体的体积缩小，同时压缩机的工作也对气体施加外部功，使其温度升高。

3. 冷凝过程：高温高压的气体通入冷凝器，此时与周围环境进行热交换。

在这个过程中，气体失去热量，冷凝成液体状态，温度降低。

4. 膨胀过程：冷凝后的液体通过膨胀阀进入蒸发器，气体压力降低，从而使得工质的温度进一步降低，重新开始蒸发过程。

整个制冷循环是一个持续循环进行的过程，通过不断重复上述四个过程，实现物体或空间的降温。

二、不同类型的制冷装置原理在工程实践中，制冷装置可以根据使用场景和需求采用不同的原理和技术。

以下是几种常见的制冷装置原理：1. 压缩式制冷压缩式制冷是目前最常见和广泛应用的一种制冷方式。

它使用压缩机将冷媒压缩，实现冷热媒之间的温度差来实现制冷效果。

2. 吸收式制冷吸收式制冷利用工质对溶液的吸收性能，在化学反应中吸热来实现制冷。

其中，溶液的吸收性能和化学反应的放热量扮演着重要角色。

3. 热泵技术热泵技术是一种综合应用制冷和供热的技术。

通过逆转制冷循环，将室外低温热量转移到室内空间，实现加热效果。

这种技术既能提供制冷，又能提供加热，具有能效高的特点。

4. 负温度系数材料负温度系数材料，如热电偶和热电堆，根据热电效应来实现制冷效果。

通过施加电场或温度差，材料的热电效应会导致温度降低。

5. 透平制冷透平制冷是利用透平机械原理实现制冷的一种方式。