单级蒸气压缩式制冷循环,是指制冷剂在伙循环巾共经过一次压缩,最低蒸发温度可达-40——-30℃。单级蒸气压缩式制冷广泛用于制冷、冷藏、工业生产过程的冷却,以及空气调节等各种低温要求不太高的制冷工程。实际的制冷循环极为复杂.难以获得完全真实的全部状态参数。析和计算单级蒸气压缩式制冷循环时,通常采用理论制冷循环。
理论循环是建立在以下假设基础上:
①压缩过程为等炳过程,即压缩过程中无不可逆损失。
②在冷凝器和蒸发器中,冷凝、蒸发过程均为定压过程.没有传热温差。即制冷剂的冷凝温度等于环境介质(空气或水)温度;制冷剂的蒸发温度等于被冷却对象温度:且冷凝温度和蒸发温度均为定值。
③离开蒸发器利进入制冷压缩机的制冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气:离开冷凝器和进入膨胀阀的液体为冷凝压力下的饱和液体。
④除节流元件产生节流降压外,制冷剂在设备、管道内的流动没有阻力损失(压力降),与外界环境没有热交换。
⑤节流过程为绝热过程.即与外界不发生热交换。显然上述假设条件与实际制冷循环是有区别的,但这样可以使实际循环中许多因素得以简化,从而使复杂的实际制冷循环能利用热力学方法来进行分析和研究。
根据上述假设条件可在压始图上画出单级理论制冷循环的热力状态图。如图2—2所示。
①制冷压缩机从蒸发器吸取蒸发压力为加的饱和制冷剂蒸气(状态点1),沿等墒线压缩至冷凝压力pk(状态点2),压缩过程完成。
②状态点2的高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器,经冷凝器与环境介质空气或水进行热交换,放出热量gk后,沿等压线Ak冷却至饱和蒸气状态点3,然后冷凝至饱和液状态点4,冷凝过程完成。
③状态点4的饱和制冷剂液体经节流元件节流降压,沿定焓线(节流过程中焓值保持不变)由冷凝压力pk降至蒸发压力p0。,到达湿蒸气状态点5,膨胀过程完成。
④状态点5的制冷剂湿蒸气进入蒸发器,在蒸发器内吸收被冷却对象的热量沿等压线p0汽化,到达饱和蒸气状态点1,蒸发过程完成,以此用而复始地循环。