一、? 壓縮蒸氣制冷循環
制冷操作是從低溫物料中取出熱量,并將此熱量傳給高溫物體的過程。根據熱力學第二定律,這種傳熱過程不可能自動進行。只有從外界補充所消耗的能量,即外界必須做功,才能將熱量從低溫傳到高溫。
液體汽化為蒸氣時,要從外界吸收熱量,從而使外界的溫度有所降低。而任何一種物質的沸點(或冷凝點),都是隨壓力的變化而變化,如氨的沸點隨壓力變化的情況見表16—1。
? 從表中可以看出,氨的壓力越低,沸點越低;壓力越高,沸點越高。利用氨的這一特性,使液氨在低壓(101.325kPa)下汽化,從被冷物質中吸取熱量降低其溫度,而達到使被冷物質制冷的目的。同時將汽化后的氣態氨壓縮提高壓力(如壓縮至1220kPa),這時氣態氨的冷凝溫度(30℃)高于一般冷卻水的溫度,因此可用常溫水使氣態氨冷凝為液氨。
制冷是利用制冷劑的沸點隨壓力變化的特性,使制冷劑在低壓下汽化吸收被冷物質的熱量降低其溫度達到被冷物質制冷目的,汽化后的制冷劑又在高壓下冷凝成液態。如此循環操作,借助制冷劑在狀態變化時的吸熱和放熱過程,達到制冷的目的。制冷劑如果在較高的壓力下由于設備破裂泄漏,就會導致液態制冷劑快速汽化而發生爆炸。
二、? 制冷循環過程
制冷循環是借助一種工作介質制冷劑,使它低壓吸熱,高壓放熱,而達到使被冷物質制冷的循環操作過程。
在制冷循環中的制冷劑,由于低壓氣體必須通過壓縮做功才能變成高壓氣體,即外界必須消耗壓縮功,才能實現制冷循環。如果把上述的制冷循環,用適當的設備聯系起來,使傳遞熱量的工作介質制冷劑(氨)連續循環使用,就形成一個基本的壓縮蒸氣制冷的工作過程,如圖16—4所示的制冷循環。
理想制冷循環(逆卡諾循環)由可逆絕熱壓縮過程(壓縮機)、等壓冷凝過程(冷凝器)、可逆絕熱膨脹過程(膨脹機)、等壓等溫蒸發過程(蒸發器)等組成。而實際制冷循環則如下所述。