蒸氣壓縮式制冷系統


單級蒸氣壓縮式制冷系統如下圖1所示。它由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器組成。其工作過程如下:制冷劑在蒸發壓力下沸騰, 蒸發溫度低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機不斷地抽吸蒸發器中產生的蒸氣,并將它壓縮到冷凝壓力, 然后送往冷凝器,在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體,制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(通常是水或空氣) 與冷凝壓力相對應的冷凝溫度一定要高于冷卻介質的溫度,冷凝后的液體通過膨脹閥或其它節流元件進入蒸發器。 當制冷劑通過膨脹閥時,壓力從冷凝壓力降到蒸發壓力,部分液體氣化,剩余液體的溫度降至蒸發溫度,于是離開膨脹閥的制冷劑變成溫度為蒸發溫度的兩相混合物。 混合物中的液體在蒸發器中蒸發,從被冷卻物體中吸取它所需要的氣化潛熱。混合物中的蒸氣通常稱為閃發蒸氣,在它被壓縮機重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用 。

在整個循環過程中,壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發器中低壓力、冷凝器中高壓力的作用,是整個系統的心臟; 節流閥對制冷劑起節流降壓作用并調節進入蒸發器的制冷劑流量;蒸發器是輸出冷量的設備,制冷劑在蒸發器中吸收被冷卻物體的熱量,從而達到制取冷量的目的; 冷凝器是輸出熱量的設備,從蒸發器中吸取的熱量連同壓縮機消耗的功所轉化的熱量的冷凝器中被冷卻介質帶走。根據熱力學第二定律, 壓縮機所消耗的功(電能)起了補償作用,使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱,并向高溫物體放熱,從而完整個制冷循環。


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