一、? 壓縮蒸氣制冷循環(huán)
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(jù)熱力學(xué)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(zhì)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(zhì)中吸取熱量降低其溫度,而達到使被冷物質(zhì)制冷的目的。同時將汽化后的氣態(tài)氨壓縮提高壓力(如壓縮至1220kPa),這時氣態(tài)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(tài)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(zhì)的熱量降低其溫度達到被冷物質(zhì)制冷目的,汽化后的制冷劑又在高壓下冷凝成液態(tài)。如此循環(huán)操作,借助制冷劑在狀態(tài)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(shè)備破裂泄漏,就會導(dǎo)致液態(tài)制冷劑快速汽化而發(fā)生爆炸。
二、? 制冷循環(huán)過程
制冷循環(huán)是借助一種工作介質(zhì)制冷劑,使它低壓吸熱,高壓放熱,而達到使被冷物質(zhì)制冷的循環(huán)操作過程。
在制冷循環(huán)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(xiàn)制冷循環(huán)。如果把上述的制冷循環(huán),用適當?shù)脑O(shè)備聯(lián)系起來,使傳遞熱量的工作介質(zhì)制冷劑(氨)連續(xù)循環(huán)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(huán)。
理想制冷循環(huán)(逆卡諾循環(huán))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(fā)過程(蒸發(fā)器)等組成。而實際制冷循環(huán)則如下所述。