——电冰箱、冷藏箱（冷藏库）、空调机……
第一篇 制冷基础
第一章 概念、单位、公式
第一节 制冷循环
今天为小伙伴讲解由有关制冷的一些知识。在日常生活中，我们习惯用感觉判别物体的冷热。正常的温度好获取，低温就要通过气候和设备及制冷知识来获得，这就需要我们了解和学习制冷知识。
人工制冷使用人工方法，通过一定的设备在一定时间内将物质质冷却至环境温度以下，并保持这个低温。
人工制冷的方法有：
蒸汽压缩式制冷：应用最广泛，如电冰箱、低温箱、冷藏箱、空调器等的制冷均属于此类。
吸收式制冷：用于吸收式冰箱和溴锂吸收式制冷机（为空调器系统制取冷冻水）。
蒸汽喷射制冷：不用电能和机械能，而是消耗一定热能作为补偿，利用蒸汽喷射制冷。
其他还有半导体制冷、太阳能制冷等。
人工制冷的应用极为广泛，如冷冻、冷藏、化工、医疗……等等，空调也是制冷应用的一个方面。
人工制冷与空调的关系如图1-1-1所示。人工制冷与空调有联系又有区别：人工制冷为空气提供冷源，
图 1-1-1 制冷与空调的关系
用于空气的降温除湿处理。但是，空气调节过程中除了利用制冷手段使被处理的空气降温除湿外，还要根据季节的不同而对空气进行加热、加湿和净化处理。因此，完整的空调系统除了要有制冷设备之外，还要具备加热、加湿及净化系统。在中、小型的空调机中采用电加热、电加湿设备，而大型的空调系统（如中央式空调系统）既要有大型的制冷机、也要有热水或蒸汽锅炉和各种空气净化设备。
1、 蒸气压缩制冷循环
蒸汽压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀（膨胀阀和毛细管）和蒸发器四大部分组成，并由制冷管道连成密闭系统。制冷剂（工质）在这个密闭系统中不断地循环流动，发生状态变化，与外界进行热交换。其工作过程是：液态制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后，气化成低压、低温的蒸汽，被压缩机吸入并压缩成为高压、高温的蒸汽，然后排入冷凝器中向冷却物质（水或空气）放热而冷凝为高压的液体。这种制冷剂液体经节流阀或毛细管节流以后变为低压、低温的制冷剂再次再次进入蒸发器吸热气化，从而起到制冷作用。
在实际的制冷系统中，除了上述的四大部分以外，还往往有一些辅助设备，如干燥滤器、分液器、油分离器、贮液器、各种阀类、高低压压力继电器，油压继电器、过载保护器、启动继电器、温度控制器等等。这些辅助设备和器件在提高制冷的经济性、可靠性和安全性方面提供了保证。
蒸汽压缩式单级压缩制冷循环示意图如图1-1-2所示。
图 1-1-2 单级压缩制冷循环
在图中，冷凝器中制冷剂冷凝为液体放热，蒸发器中制冷剂蒸发吸热。在压缩机的吸入管及蒸发器的末端制冷剂呈过热蒸汽状态（吸气过热），在压缩机排气管及冷凝器入口处制冷剂也呈过热蒸汽状态（排气过热），而在冷凝器的末端出口处有于外界物质（冷却水或冷却空气）的充分吸热，制冷剂液体呈过冷状态（过冷液体）。
系统中的压力分布是：压缩机排气口至毛细管入口处为高压部分，称为冷凝压力（相应的温度为蒸发温度），从毛细管末端至压缩机吸入端为低压部分，称为蒸发压力（相应的温度为冷凝温度）。而在压缩机中压力由低至高变化。
上述制冷循环中各部分的制冷剂状态、压力及温度变化如表1-1-1所示。
表 1-1-1
1. 制冷剂的压焓图（lgP-h图）
制冷剂压焓图（lgp-h图）十分重要，它反映了制冷剂的状态变化，而且是应用广泛的工具图。
制冷剂的压焓图如图1-1-3所示
图 1-1-3 制冷剂压焓图
此图横轴代表制冷剂的带（h: kj/kg或kcal/kg），纵轴代表制冷剂的压力（P；Pa或tgp）。图中分为过冷液体区，湿蒸汽区和过热蒸汽区，并有下列等值线：
（1） 等压线（等P线）：与横轴平行的直线。
（2） 等温线（等t线）：点划线。在过冷夜区是几乎与纵坐标平行的，而在湿蒸汽区却与横坐标轴平行，但是在过热蒸汽区则为急剧向下弯曲的点划线。
（3） 等熵线（等S线）：从左至右向上弯曲的实际线。用制冷剂熵的变化可以判断其与外界进行热交换——绝热过程。
（4） 等焓线（等h线）：竖直线。
（5） 等比容线（等V线）：在湿蒸汽区和过热蒸汽区中从左至右稍向上弯曲的虚线，但比等熵线平坦，液区没有等容线。
（6） 等干度线（等x线）：在湿蒸汽区内，其走向与饱和液线或干饱和蒸汽线基本一致。
干度x=0 为饱和液。
干度x=1 为干饱和蒸汽。
干度x=0.45表示湿蒸汽中（气液共存）汽占45%。
在lgP-h图中，某一点的状态参数均可查出。不同制冷剂的压力图不相同。
2. 单级压缩制冷循环
单级压缩制冷循环是用一台压缩机对制冷剂进行压缩的制冷循环，如图
1-1-4所示，
图 1-1-4 单级压缩循环
1—压缩机 2—冷凝器 3—节流阀 4—蒸发器
其循环在压焓图上表示如图1-1-5所示。
图 1-1-5 单级压缩制冷循环压焊图
在上两图中a→b是绝热压缩过程（等熵过程），b→c是冷凝过程（等压过程，
放热），c→d是节流过程（等焓过程），d→a是蒸发过程（等压过程，吸热）。
单位重量（lkg）制冷剂在蒸发器中吸收的热量可用下式计算：
q0= h1-h4
单位重量（lkg）制冷剂在冷凝器中放出的热量可用下式计算：
qh= h2-h4
单位重量（lkg）制冷剂的压缩功可用下式计算：
AL= h2-h1
3. 双级压缩制冷循环
双级压缩制冷循环系统中有两台压缩机分别对制冷剂进行压缩，制冷剂为R12，可获得-40～-70℃的低温（如低温箱）。
双级压缩制冷循环如图1-16所示，
图 1-1-6 双级压缩制冷循环
1—低压压缩机 2—高压压缩机 3—冷凝器 4—蒸发器 5—膨胀阀
6—中间冷却器 7—中间膨胀阀
其在压浪图上的表示如图1-1-7所示。
图 1-1-7 双级压缩制冷循环压焓图
双级压缩弥补了单级压缩由于受压缩比的限制而不能获得-40℃缺欠。
在上两图中a→b是低压级压缩过程，c→d是高压级压缩过程，d→e是冷凝过程，e→f是中间节流过程，h→g是节流过程，f→c是中间冷却过程，g→a是蒸发过程。
4. 复迭式压缩制冷循环
复迭压缩制冷循环如图1-1-8所示，
图 1-1-8 复迭式制冷循环
1—低温压缩机 2—高温压缩机 3—冷凝器 4—节流阀
5—蒸发冷凝器 6—节流阀 7—蒸发器
其在压浪图上的表示如图1-1-9所示。
图 1-1-9 复迭式循环压焓图
复迭制冷循环可分为低压循环（采用R13、R14低温制冷剂）和高温循环（采用R12、R22中温制冷剂），因而可获得-80℃低温。
上两图中a→b为低温压缩过程，b→c为低温循环的冷凝过程，c→d为低温循环节流过程，b＇→c＇是高温循环冷凝过程，c＇→d＇是高温循环的节流过程，d＇→a＇是高温循环蒸发过程，d→a是低温循环蒸发过程。
制冷循环今天就为小伙伴暂时讲解到这里，下节我们介绍"第二节 基本公式"的认识和了解。
待续（1）
联系客服
