1.3载冷剂
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教 案
科 目 制冷原理 班 级 15制冷设备 授课日期
课 题
第二章 单级蒸汽压缩制冷系统的组成和过程 课 时 2
授
课
方
式
理论教学 辅助教具 多媒体，板书
教
学
目
的
1.熟悉单级压缩制冷系统的组成
2.掌握工作过程和特点
作业布置
拟用时间
重 点
1.熟悉单级压缩制冷系统的组成
难 点
1.掌握工作过程和特点
教
学
回
顾
1.知道常用的制冷剂
2.常用载冷剂的特性
3.载冷剂选择要求
说 明 这么课比较重要，而且概念较多，理解比较困难，需要多花时间，上课需认真。
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教学引入
（3分钟）
新课讲授
（30分钟）
讲授
提问
一、蒸气压缩式制冷简介
在普冷的技术领域内，蒸气压缩制冷、蒸汽喷射制冷、吸收式制冷和热电
制冷等是常用的制冷方法，其中蒸气压缩制冷从19世纪70年代开始发展，
到如今已有100多年的历史，是目前发展比较完善、应用最为广泛的方法
之一。蒸气压缩式制冷的特点有以下几点：
1)能得到较宽的制冷温度范围，从稍低于环境温度到一150℃左右的
温度均可实现。
2)单机容量大、规格多。单机制冷量从100w到数千千瓦。有大、中、
小各种容量，可以根据需要选择，非常方便。
3)中小容量范围的设备比较紧凑，可适应不同场合的需要，目前广泛
用于空气调节、食品冷藏、石油、化工等领域。
4)在普冷领域的较高温度范围内，效率较高，制冷系数较大。
5)在温度较低时，其综合性能变差。通常当使用温度低于一70℃时，
级数增加，机器变得十分复杂，可靠性低，不易维护使用，成本也大大提
高。
6)要使用专门的制冷剂，而有的制冷剂造成对环境的污染和破坏。
在制冷技术的应用中，由于大多数场合所用温度在-50℃以上，故蒸气压
缩制冷在低温下的缺点不明显，加上新型制冷剂的研制，蒸气压缩制冷仍
是目前制冷技术中的主流，广泛用于工业生产、食品冷藏、空气调节及科
研实验等多方面。
根据不同的温度需要，蒸气压缩制冷循环可分为单级蒸气压
缩制冷循环、多级蒸气压缩制冷循环和复叠式蒸气压缩制冷循环等，每一
种循环有各自的特点和温度适用范围。本节重点介绍最基本的单级蒸气压
缩制冷理论循环，它是构成其他循环的基础。
二、单级蒸气压缩制冷循环的组成
所谓单级蒸气压缩制冷循环，是指制冷剂在一次循环中只经过一次压缩，
最低蒸发温度t。可达-40~-30℃。单级蒸气压缩制冷广泛用于制冷、冷藏、
工业生产过程的冷却，以及空气调节等各种低温要求不太高的制冷工程。
在蒸气压缩式制冷中，单级压缩是最基本、最简单的循环。
一个单级蒸气压缩制冷循环至少需要有压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发
器四个基本部件组成，它们之间用管道依次联接，形成一个完全封闭的系
统。制冷剂在制冷系统中循环流动，连续不断地从蒸发器中吸取热量和在
冷凝器中放出热量，从而实现了制冷目的。单级蒸气压缩制冷循环的原理
如图2-l所示。
压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器是单级蒸汽压缩式制冷循环四大件。
三、单级压缩循环的工作流程
制冷剂在循环的四个主要组成部分中循环流动，依次经历四个过程。
（一）蒸发过程
该过程发生在蒸发器中。低温低压的液态的制冷剂进入蒸发
器后，不断蒸发变成气态，在这个过程中需要不断吸收热量，产生制冷效
果，同时将蒸发器的温度维持在跟蒸发压力对应的饱和温度上。
二）压缩过程
从蒸发器中流出的低温低压的制冷剂蒸气被压缩机吸入，经
压缩机压缩，变为高温高压的制冷剂蒸气，其压力从蒸发压力变为冷凝压
力，过程消耗一定的机械功。
（三）冷凝过程
高温高压的制冷剂蒸气进入冷凝器中放出热量变成液体。冷
凝器中的温度是和冷凝压力对应的饱和温度。
（四）节流过程
从冷凝器中流出的高压液体是无法直接用来制冷的，因此通
过节流装置（节流阀或毛细管）的节流作用使制冷剂损失压力变成低压液
体，由于改过程产生冷效应，制冷剂温度也随之降低，重新变为低温低压
制冷剂液体。
单级蒸气压缩制冷循环具有以下特点
综上所述，让制冷剂不断经历蒸发(沸腾气化)——压缩(升温升压)——冷
凝(液化)——节流(降压降温)——再蒸发的循环，就可不断连续制冷。单
级蒸汽压缩制冷循环具有以下特点：
1)制冷设备需组成一个封闭的系统，制冷剂在其中循环流动，并在
一次循环中要连续两次发生相变(一次冷凝、一次蒸发)。
2)实现制冷循环的推动力来自压缩机，在它与节流装置的配合下，
将制冷系统分为低压和高压两个部分。在低压部分中，通过蒸发器向被冷
却物体吸热。在高压部分中，通过冷凝器向环境介质放热。
3)制冷剂蒸气只经过一次压缩，从蒸发压力p0压缩到冷凝压力pk。
压缩需要消耗机械功。
