在普通制冷温度范围内，蒸汽压缩式制冷是占主导地位的制冷方式。它属于液体汽化制冷，依靠消耗一定的电能或机械能实现从低温热源吸热，向高温热源放热。1834年美国发明家波尔金斯（J.Perkins)用乙醚为工质，第一次成功地实现了蒸汽压缩式制冷的闭式循环，这便是蒸汽压缩式制冷机的雏形。在经历了以氨为主要制冷剂的一段时期后，于20世纪30年代，氟利昂制冷剂的发现革命性地推动了蒸汽压缩式制冷的发展。近年来，随着环保问题日益严峻，氨、二氧化碳等天然工质的应用又重新得到人们的重视。

1)系统组成及工作过程

蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器4个基本部件组成，通过管道将它们连接成一个密封系统(见图2.3)。其工作过程如下:

①制冷剂液体在蒸发器内以低温与被冷却对象发生热交换，吸收被冷却对象的热量并汽化。

②产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。

③压缩机排出的高压气态制冷剂进入冷凝器，放出热量传给冷却介质(一般是常温的水或空气)，凝结成高压液体。

④高压液体流经膨胀阀(或其他节流元件)节流，变成低压低温的气、液两相混合物，进入蒸发器，其中的液态制冷剂在蒸发器中蒸发制冷，产生的低压蒸汽再次被压缩机吸人。如此周而复始，形成循环。

2）制冷循环在热力状态图上的表示

在制冷循环的分析和计算中，通常采用温熵（T-s）图和压焓(1gp-h)图反映循环中制冷剂状态的变化。图2.4是典型的蒸气压缩式制冷理论循环在温熵图和压焰图上的表示。具体的热力学分析将在第4章详细介绍。

使用制冷剂的种类不同，制冷循环的热力状态图也相应有所不同，例如，采用非共沸混合制冷剂时，在等压下蒸发或冷凝时制冷剂的温度都会发生滑移(见图2.4a)，过程线5一1和3一4不再是水平线，而是具有一定的倾斜度。值得一提的是，一般蒸汽压缩式制冷循环采用的制冷剂远离临界点，但如果采用CO2，作为制冷剂，则制冷循环为跨临界循环(见图2.5)。由于CO2，的临界点温度为31℃，处于常温范围在一般的环境冷却条件下CO2，制冷循环的高温侧将超过临界点，高压CO2，气体的放热过程是温度降低和密度不断增大的过程，而不发生凝结相变。经膨胀阀节流后，高压气体变成低压的气、液两相状态，进人蒸发器产生制冷作用。

 

蒸汽压缩式制冷发展至今已经达到相当完备的程度。它制冷温度范围广，从环境温度到-150℃均可实现，但温度(-70℃以下)较低时综合性能变差;单机制冷容量范围大(从100瓦左右到数百千瓦)、规格多;制冷效率较高，目前广泛用于空气调节、食品冷冻冷藏、石油、化工等各领域。

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