制冷技术第2讲单级蒸气压缩式制冷的基本原理第一页，共十二页。一、热力学基本定律•热力学第一定律：能量守恒和转换定律•热力学第二定律：能量贬值原理不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。高温物体外界补偿热量低温物体人工制冷：第二页，共十二页。高压部分制冷系统低压部分二、制冷循环系统气态工质部分制冷系统液态工质部分popk压缩机节流机构高压部分低压部分液态工质部分气态工质部分第三页，共十二页。三、完成制冷循环的设备组成及其工作•蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的换热设备。•冷凝器:介质由气态冷凝为液态，使介质可以再次气化制冷的换热设备。•压缩机:为使介质在自然环境下冷凝，而改变介质状态的动力设备。（实现了热量从低温物体向高温环境转移）•节流机构:维持系统高低压共存的设备。第四页，共十二页。•设备选型参数蒸发器：蒸发面积——吸热量——状态变化冷凝器：冷凝面积——放热量——状态变化压缩机：输气量——功率——制冷量——状态变化第五页，共十二页。四、理想制冷循环1-2等熵压缩T0→Tk耗功w12-3等温放热qk=Tk（S2-S3）3-4等熵膨胀Tk→T0做功w24-1等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4）1.逆卡诺循环TSTKTO1234特点两个恒温热源两个等温过程两个等熵过程第六页，共十二页。2.循环结果•单位质量制冷剂从被冷却介质（低温热源）吸热q0；•单位质量制冷剂向冷却介质（高温热源）放热qk；•单位循环净耗功w0＝qk－q0第七页，共十二页。3.制冷系数•大小只取决于两个热源的温度；•T0↗或Tk↘εc↗041032410k000)SS()SS()SS(TTTTTTqqqwqkokoc第八页，共十二页。五、逆卡诺循环难以实现：•湿蒸气区域内进行湿压缩•设备：蒸发器无传热温差冷凝器无传热温差压缩机无摩擦运动膨胀机不经济，且难以加工第九页，共十二页。T0TsTkTk'T0'T033'4'422'1'1ba0Tk图1-2有传热温差的制冷循环六、有传热温差的制冷循环Tk’—冷却介质的温度T0’—被冷却介质的温度逆卡诺循环：1’-2’-3’-4’-1’Tk—冷凝器中制冷剂的温度T0—蒸发器中制冷剂的温度有传热温差的循环：1-2-3-4-1耗功量增加：阴影面积制冷量减少：1-1’-4’-4-1热源冷却介质冷源冷冻介质第十页，共十二页。热力完善度：工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数与逆卡诺循环制冷系数的比值。≤1η的大小反映了实际制冷循环接近逆卡诺循环的程度。六、有传热温差的制冷循环的制冷系数小于逆卡诺循环的制冷系数c第十一页，共十二页。内容总结制冷技术。热力学第一定律：能量守恒和转换定律。不可能把热从低温物体传向高温物体而不引起其它变化。蒸发器：介质气化，吸收外界热量，实现对外制冷的换热设备。节流机构:维持系统高低压共存的设备。2-3等温放热qk=Tk（S2-S3）。4-1等温膨胀吸热q0=T0（S1-S4）。Tk’—冷却介质的温度。T0’—被冷却介质的温度。T0—≤蒸发器中制冷剂的温度。1第十二页，共十二页。
