制冷设备系统原理图

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制冷设备系统原理图

制冷系统由压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器及制冷剂组成，制冷系统的选择，与制冷设备的制冷效果密切相关，了解各类制冷系统有利于提高制冷设备的效率。今天小七带大家一起了解七类常见的制冷系统原理，加深对制冷设备的认识。
吸收式制冷系统
运行原理
吸收式制冷利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一种条件下又能吸收低沸点组分这一特性完成制冷循环。
目前吸收式制冷机多用二元溶液，习惯上称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。
吸收式制冷系统图如下：
特点：
可以利用各种热能（蒸气、废热、余热、燃油、燃气等）驱动；可以大量节约用电结构简单，运动部件少，安全可靠；对环境和大气臭氧层无害。
涡旋式制冷系统
涡旋压缩机工作原理：
涡旋式空气压缩机是由函数方和型线的动、静涡旋相互齿合而成。在吸气、压缩、排气工作过程中，静涡旋盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自动机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动，气体通过空气过滤芯吸入静盘的外围，随着偏心轴旋转，气体在动静盘齿合所组成的若干对月牙形压缩腔内被逐步压缩然后由静盘部位的轴向孔连续排出，如上图所示。
涡旋式制冷系统如下图所示：
特点：
1.相邻两室的压差小，气体的泄漏量少。
2.由于吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，压力上升速度较慢，因此转矩变化幅度小、振动小。
3.没有余隙容积，故不存在引起输气系数下降的膨胀过程。
4.无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低。
5.由于采用气体支承机构，故允许带液压缩，一旦压缩腔内压力过高，可使动盘与静盘端面脱离，压力立即得到释放。
6.机壳内腔为排气室，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。
7.涡线体型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备。
8.密封要求高，密封机构复杂。
逆卡诺循环
逆卡诺循环制冷系统图如下:
运行原理：
逆卡诺循环是理想的可逆制冷循环，它是由两个定温过程和两个绝热过程组成。循环时，高、低温热源恒定，制冷工质在冷凝器和蒸发器中与热源间无传热温差，制冷工质流经各个设备中不考虑任何损失，因此，逆卡诺循环是理想制冷循环，它的制冷系数是最高的，但工程上无法实现。
跨临界循环制冷系统
CO2跨临界循环制冷系统图如下：
特点:
工质的吸、放热过程分别在亚零界区和超临界区进行。
压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度，循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完成。
但是压缩机的排气压力高于临界压力，工质的冷凝过程与在亚临界状态下完全不同，换热过程依靠显热来完成。
复叠式制冷循环系统
三个单极压缩循环组成的复叠式制冷循环系统图如下：
特点：
它既能满足在较低蒸发温度时有合适的蒸发压力，又能满足在环境温度条件下冷凝时具有适中的冷凝压力。体积小紧凑，工作压力范围适中，运行温度，复杂。
一级节流、中间不完全冷却的两级压缩机循环
运行原理：
从冷凝器出来的高压液体被分成两部分：一部分经中间冷却器节流阀节流到中间压力，在中间冷却器中蒸发；另一部分在盘管内流经中间冷却器，通过盘管与管外中间压力下蒸发的制冷剂蒸气进行热交换，达到过冷的目的。然后再进入回热器进一步过冷，并由节流阀节流，使其从冷凝压力降到蒸发压力后在蒸发器内蒸发制冷。
由蒸发器出来的制冷剂饱和蒸气经回热器复热后，被低压级压缩机吸入，并被压缩到中间压力，排送到高压级压缩机的吸气管内，与中间冷却器出来的饱和蒸气混合后进入高压级压缩机压缩到冷凝压力，在冷凝器中冷凝成为高压液体，然后再次进行循环。
一级节流、中间不完全冷却的两级压缩机循环图如下：
蒸汽压缩式制冷系统
运行原理：
由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将它们连接成一个密封系统。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气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流，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入。如此周而复始，不断循环。
蒸汽压缩式制冷系统图如下：

什么是卡诺循环

卡诺循环(Carnot cycle) 是只有两个热源（一个高温热源温度T1和一个低温热源温度T2）的简单循环。由于工作物质只能与两个热源交换热量，所以可逆的卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。

卡诺循环包括四个步骤： 等温吸热， 绝热膨胀，等温放热，绝热压缩。即理想气体从状态1（P1，V1，T1）等温吸热到状态2（P2，V2，T2），再从状态2绝热膨胀到状态3（P3，V3，T3），此后，从状态3等温放热到状态4（P4，V4，T4），最后从状态4绝热压缩回到状态1。

扩展资料：

一、卡诺循环效率一致

可以证明，以任何工作物质作卡诺循环，其效率都一致；还可以证明，所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率，也就是说，如果高温热源和低温热源的温度确定之后卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。

因此，提高热机的效率，应努力提高高温热源的温度和降低低温热源的温度，低温热源通常是周围环境，降低环境的温度难度大、成本高，是不足取的办法。现代热电厂尽量提高水蒸气的温度，使用过热蒸汽推动汽轮机，正是基于这个道理。

二、卡诺意义

卡诺的研究具有多方面的意义。他的工作为提高热机效率指明了方向；他的结论已经包含了热力学第二定律的基本思想，只是热质观念的阻碍，他未能完全探究到问题的最终答案。由于卡诺英年早逝，他的工作很快被人遗忘。

后来，由于法国工程师克拉珀珑（B．P．E．Clapeyron，1799—1864）在1834 年的重新研究和发展，卡诺的理论才为人们所注意。

克拉珀珑将卡诺循环在一种“压（力）-容（积）图”上表示出来，并证明卡诺热机在一次循环中所做的功，其数值恰好等于循环曲线所围的面积。克拉珀珑的工作为卡诺理论的进一步发展创造了条件。

参考资料来源：百度百科-卡诺循环

什么是卡诺循环?谢谢

循环是热力学中最理想的一种可逆循环。它以理想气体为工作物质，由两个等温过程和两个绝热过程所组成。这种循环过程是法国物理学家、工程师卡诺于1824年提出的。
(2)说明
①在整个循环过程中，理想气体经过一系列的状态变化以后，其内能不变，但要作功，并有热量交换。循环分为四个过程进行。在p-V图上用两条等温线和两条绝热线表示(如图)。图中曲线AB和CD是温度为T1和T2的两条等温线，曲线BC和DA是两条绝热线。我们讨论按p-V图上顺时针方向沿封闭曲线ABCDA进行的循环。(这种循环叫做正循界工作物质作正循环的机器叫做热机，它是把热转变为功的一种机器。)
第一过程：A→B，等温膨胀，Q1=EB-EA+w1；
第二过程：B→C，绝热膨胀，O=Ec-EB+W2；
第三过程：C→D等温压缩，-Q2=ED-EC-W3；
第四过程：D→A，绝热压缩，O=EA-ED-W4
把上面四式相加得 Q1-Q2=W1+W2-W3-W4=W0
式中Q是从高温热源吸收的热量，Q2是向低温热源放出的热量，W是理想气体(工作物质)对外所作的净功，在数值上等于p-V图上封闭曲线所包围的面积。
Q1-Q2=W。
上式表示，理想气体经过一个正循环，从高温热源吸收的热量Q1，一部分用于对外作功，另一部分则向低温热源放出(如图)。即热量Q1不能全部转换为功W，转换为功的只是Q1-Q2。通常把热机的热效率表示为ηt=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q1/ Q2
由于Q2不可能等于零，所以热机热效率总是小于l，ηt常用百分比表示。
②卡诺从理论上进一步证明，在卡诺循环中，
等温膨胀时吸收的热量Ql=nRTl 1nV2/V1 (1)
等温压缩时放出的热量Q2=nRT2lnV3/V4， (2)
由绝热方程式TVγ-1=常量，可得T1 TV2γ-1= T2 TV3γ-1 (3)
T1 TV1γ-1= T2 TV4γ-1 (4)
式中的T表示高温热源的绝对温度，T表示低温热源的绝对温度。
公式表明：一切热机要完成一次循环，都必须有高温和低温两个热源。热机的热效率只和两个热源的温度有关，和工作物质无关。两个热源的温差愈大，热效率愈高，也就是从热源所吸收的热量的利用率愈大。要提高热效率必须提高高温热源的温度，或降低低温热源的温度。一般采取前者。公式为人们指出了一条提高热机效率的途径。
③卡诺循环也可以按p-V图的逆时针方向沿封闭曲线ADCBA进行，这种循环，叫做逆循环。在这个逆循环中，外界必须对这个从低温热源吸取热量的系统作功，只要将逆循环重复下去，就可以从低温热源中取出任意数量的热量。作逆循环的机器叫致冷机，它是利用外界作功获得低温的机器。
逆卡诺循环
它由两个等温过程和两个绝热过程组成。假设低温热源（即被冷却物体）的温度为T0，高温热源（即环境介质）的温度为Tk, 则工质的温度
在 吸热过程中为T0， 在放热过程中为Tk, 就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差，即传热是在等温下进行的，压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。其循环过程为：
首先工质在T0下从冷源（即被冷却物体）吸取热量q0，并进行等温膨胀4-1，然后通过绝热压缩1-2，使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk, 再在Tk下进行等温压缩2-3，并向环境介质（即高温热源）放出热量qk, 最后再进行绝热膨胀3-4，使其温度由Tk 降至T0即使工质回到初始状态4，从而完成一个循环。
对于逆卡诺循环来说，由图可知：
q0=T0(S1-S4）
qk=Tk(S2-S3)=Tk(S1-S4）
w0=qk-q0=Tk(S1-S4)-T0(S1-S4)=(Tk-T0)(S1-S4）
则逆卡诺循环制冷系数εk 为：
由上式可见，逆卡诺循环的制冷系数与工质的性质无关，只取决于冷源（即被冷却物体）的温度 T0 和热源（即环境介质）的温度 Tk；降低 Tk，提高 T0 ，均可提高制冷系数。此外，由热力学第二定律还可以证明：“在给定的冷源和热源温度范围内工作的逆循环，以逆卡诺循环的制冷系数为最高”。任何实际制冷循环的制冷系数都小于逆卡诺循环的制冷系数。
总上所述，理想制冷循环应为逆卡诺循环。而实际上逆卡诺循环是无法实现的，但它可以用作评价实际制冷循环完善程度的指标。通常将工作于相同温度间的实际制冷循环的制冷系数ε与逆卡诺循环制冷系数εk之比，称为该制冷机循环的热力完善度，用符号η表示。即： η=ε/εk
热力完善度是用来表示制冷机循环接近逆卡诺循环循环的程度。它也是制冷循环的一个技术经济指标，但它与制冷系数的意义不同，对于工作温度不同的制冷机循环无法按其制冷系数的大小来比较循环的经济性好坏，而只能根据循环的热力完善度的大小来判断。

大学物理卡诺制冷机的制冷效率是怎么推导的？

推导过程：

首先卡诺循环是理想的可逆循环，且其效率k=1-（T1/T2)，制冷系数η=1-Q1/Q2=1-T1/T2。正循环实质上是工质从高温热源吸热，对外做功，向低温热源放热。

那么对此循环进行时间反演（即逆向），工作方式将表现为外界对工质做功，从低温热源吸热，向高温热源放热，功热比仍等于k。而制冷效率的定义为Q/W，带入可得答案。

卡诺机是由四个准静态过程组成的,其中有两个是等温过程,两个是绝热过程。其原理是：热力学第一和第二定律（最基本的原理）因为都是从这里推出来的。

制冷系统原理示意图：

扩展资料：

逆卡诺循环奠定了制冷理论的基础，逆卡诺循环揭示了空调制冷系数（俗称EER或COP）的极限。一切蒸发式制冷都不能突破逆卡诺循环。逆卡诺循环是由四个循环过程组成，绝热压缩、等温压缩、绝热膨胀、等温膨胀。

假设低温热源（即被冷却物体）的温度为T0，高温热源（即环境介质）的温度为Tk，则工质的温度在吸热过程中为T0，在放热过程中为Tk，就是说在吸热和放热过程中工质与冷源及高温热源之间没有温差，即传热是在等温下进行的，压缩和膨胀过程是在没有任何损失情况下进行的。

其循环过程为：首先工质在T0下从冷源吸取热量q0，并进行等温膨胀4-1，然后通过绝热压缩1-2，使其温度由T0升高至环境介质的温度Tk，再在Tk下进行等温压缩2-3，并向环境介质放出热量qk，最后再进行绝热膨胀3-4，使其温度由Tk 降至T0即使工质回到初始状态4，从而完成一个循环。

参考资料：百度百科-卡诺冷机

制热制冷原理遵循什么循环？

空调系统管路里的制冷液循环流动方向的不同决定空调的制冷或制热。

空调的制冷过程和制热过程是在四通阀控制换向下而工作的，当四通阀是制冷状态时候，即冷凝器在室外，蒸发器在室内，空调器就是制冷状态，制热则反之。

一、制冷原理：从压缩机排出的高温高压制冷剂通过四通阀（连通制冷状态），压缩机排出的高温制冷剂的流动的方向，通过高压管先从室外的冷凝器散热，然后通过毛细管节流降压，进入蒸发器内，排出冷气，最后通过虑油器、低压管回到压缩机内。

空调制冷原理图：

二、制热原理：从压缩机里排出的高温高压制冷剂通过四通阀（连通制热模式），压缩机排出的高温制冷剂的流动的方向，先通过室内的蒸发器（室内机）吹出暖风，通过毛细管节流降压，进入室外机的冷凝器，最后通过滤油器、低压管回流到压缩机内。

空调器制热原理图：

请问现时的冷却方法总的来说有几种？原理、优点等又分别是什么

----------《制冷方法》---------------
本篇提示：
要求掌握："制冷"的定义；蒸气压缩式制冷、蒸气吸收式制冷、蒸气喷射式、吸附式制冷、热电制冷、气体膨胀制冷、绝热放气制冷和气体涡流制冷等制冷方法的热力学原理，系统组成，制冷循环及制冷机特性的理论分析和计算。
＊ ＊ ＊ ＊
制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。 制冷作为一门科学是指用人工的方法在一定时间和一定空间内将某物体或流体冷却,使其温度降到环境温度以下，并保持这个低温。 这里所说的"冷"是相对于环境而言的。灼热的铁放在空气中，通过辐射和对流向环境传热，逐渐冷却到环境温度。它是自发的传热降温，属于自然冷却，不是制冷。制冷就是从物体或流体中取出热量，并将热量排放到环境介质中去，以产生低于环境温度的过程。 机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机中使用的工作介质称为制冷剂。制冷剂在制冷机中循环流动，同时与外界发生能量交换，即不断地从被冷却对象中吸取热量，向环境排放热量。制冷剂一系列状态变化过程的综合为制冷循环。为了实现制冷循环，必须消耗能量。所消耗能量的形式可以是机械能、电能、热能、太阳能或其它可能的形式. 制冷技术的研究内容可以概括为以下三方面：
①研究获得低温的方法和有关的机理以及与此相应的制冷循环，并对制冷循环进行热力学的分析和计算。
②研究制冷剂的性质，从而为制冷机提供性能满意的工作介质。机械制冷要通过制冷剂热力状态的变化才能实现。所以，制冷剂的热物理性质是进行循环分析和计算的基础数据。此外，为了使制冷剂能实际应用，还必须掌握它们的一般物理化学性质。
③研究实现制冷循环所必须的各种机械和技术设备，包括它们的工作原理、性能分析、结构设计，以及制冷装置的流程组织、系统配套设计。此外，还有热绝缘问题，制冷装置的自动化问题，等等。
1.1 物质相变制冷
本章提示：
重点掌握：蒸气压缩式制冷和蒸气吸收式制冷的热力学原理，系统组成，制冷循环及制冷机特性的理论分析和计算。
一般掌握：蒸气喷射式、吸附式制冷的制冷方法。
＊ ＊ ＊ ＊
物质有三种集态气态、液态、固态。物质集态的改变称之为相变。相变过程中，由于物质分子的重新排列和分子热运动速度的改变，会吸收或放出热量。这种热量称作潜热。物质发生从质密态到质稀态的相变是将吸收潜热；反之，当它发生有质稀态向质密态的相变时，则放出潜热。
物质相变制冷是利用液体在低温下的蒸发过程及固体在低温下的熔化或升华过程向被冷却物体吸收热量---即制冷量。因此，相变制冷分为液体气化制冷与固体熔化与升华制冷，由于液体自身具有流动性，液体气化制冷是广泛应用的。液体汽化成蒸气的过程吸收热量，从而达到制冷的目的，为了使其连续不断地工作，成为一个循环，便必须使制冷剂在低压下蒸发汽化、蒸气升压、高压气体液化和高压液体降压。
蒸气压缩式制冷、吸收式制冷、蒸气喷射式和吸附式制冷都具备上述四个基本过程，属于液体汽化制冷。
1.1.1制冷的基本热力学原理

从热力学角度说，制冷系统是利用逆向循环的能量转换系统。按补偿能量的形式（或驱动方式），前面所提及的制冷方法归为两大类：以机械能或电能为补偿的和以热能为补偿的。前者如蒸气压缩式、热电式制冷机等；后者如吸收、蒸气喷射、吸附式制冷机等。两类制冷机的能量转换关系如图1所示。
图1 制冷机的能量转换关系
(a) 以电能或机械能驱动的制冷机 (b) 以热能驱动的制冷机
热力学关心的是能量转换的经济性，即花费一定的补偿能，可以收到多少制冷效果（制冷量）。为此，对于机械或电驱动方式的制冷机引入制冷系数来衡量；对于热能驱动方式的制冷机，引入热力系数
来衡量。 (1) (2)
式中 ----- 制冷机的制冷量；
―― ------ 冷机的输入功；
―― ----- 驱动热源向制冷机输入的热量。
国外习惯上将制冷系数和热力系数统称为制冷机的性能系数COP(Coefficience of Performance)。我们要研究一定条件下COP的最高值。
对于电能或机械能驱动的制冷机，参见图1(a)。制冷机消耗功w实现从低温热源（被冷却对象，温度 ）吸热，向高温热源（通常为环境，温度
）排热。假定两热源均为恒温热源，向高温热源的排热量为 ，由低温热源的吸热量（即制冷量）为 ，制冷机为可逆循环。
由热力学第一定律有
(3)
由热力学第二定律，在两个恒温热源间工作的可逆机，一个循环的熵增等于零，即
(4)
将式(3)代入式(4)得
即 (5)
由定义式(1)，则可逆制冷的制冷系数为
(6)
式(6)说明：①两恒温热源间工作的可逆制冷机，其制冷系数只与热源温度有关，而与制冷机使用的制冷剂性质无关。② 的值与两热源温度的接低程度有关， 与
越接近（ / 越小），则 越大；反之 越小。实际制冷机制冷系数 随热源温度的变化趋势与可逆机是一致的。
对于以热能驱动的制冷机，参见图 。制冷机从驱动热源（温度为 ）吸收热量
作为补偿，完成从低温热原吸热，向高温热源排热的能量转换。我们假定驱动热源也是恒温热源，其它假定同前。那么类似地推导热能驱动的可逆制冷机的性能系数
由热力学第一定律有：
(7)
由热力学第二定律，循环中

即
(8)
利用式(7)， (8)和定义式(2)得出，热能驱动的可逆制冷机的热力系数 (9)
上式右边的第一个因子就是上面导出的在 ， 温度之间工作的可逆机械制冷机的制冷系数 ；而第二个因子 则是在 ，
温度之间工作的可逆热发动机的热效率。故它相当于用一个可逆热机，将驱动热源的热量 转换成机械功 ， = 再由 去驱动一个可逆机械制冷机。见图2。这说明 与
在数量上不具备可比性，因为补偿能 与 的品位不同。
图2 热能驱动的制冷机等价关系图
式(9)同样说明，热能驱动的可逆制冷机的性能系数（或热力系数）也只与热源的温度 ， 和 有关，而与工质的性质无关。 越高（驱动热源的品位越高）、 与
越接近，则 越大；反之， 越小。
式(6)和式(9)给出一定热源条件下制冷机性能系数的最高值 ，
。故它们是价实际制冷机性能系数的基准值。实际制冷机循环中的不可逆损失总是存在的，其性能系数COP恒小于相同热源条件下可逆机的性能系数COPc。用制冷循环效率
评价实际制冷循环的热力学完善程度（与可逆循环的接近程度）， 又叫制冷循环的热力完善。定义
(10)或 （机械能或电能驱动的制冷机） (11a) （热能驱动的制冷机）
(11b)恒有 (12)
越大，说明循环越好，热力学的不可逆损失越小；反之， 越小，则说明循环中热力学不可逆损失越大。
性能系数COP和热力完善度
都是反映制冷循环经济性的指标。但二者的含义不同，COP反映制冷循环中收益能与补偿能在数量上的比值。不涉及二者的能量品位。COP的数值可能大于1、小于1或等于1。COP的大小，对于实际制冷机来说，与工作温度、制冷剂性质和制冷机各组成部件的效率有关；对于理想（可逆）制冷机来说，只与热源温度有关。所以用COP值的大小来比较两台实际制冷机的循环经济性时，必须是同类制冷机，并以相同热源条件为前提才具有可比性。而
则反映制冷机循环臻于热力学完善（可逆循环）的程度。用
作评价指标，使任意两台制冷机在循环的热力学经济性方面具有可比性，无论它们是否同类机，也无论它们的热源条件相同或是不同。
1.1.2 物质相变制冷概述
冰相变冷却
冰相变冷却是最早使用的降温方法，现在仍在广泛应用于日常生活、农业、科学研究等各种领域。冰融化和冰升华均可用于冷却。实际主要是利用冰融化的潜热。
常压下冰在0摄氏度融化,冰的汽化潜热为335kj/kg。能够满足0摄氏度以上的制冷要求。
冰冷却时，常借助空气或水作中间介质以吸收贝冷却对象的潜热。此时，换热过程发生在水或空气与冰表面之间。被冷却物体所能达到的温度一般比冰的溶解温度高5-10摄氏度。厚度10厘米左右的冰块，其比表面积在25-30平方米/立方米之间。为了增大比表面积，可以将冰粉碎成碎冰。水到冰的表面传热系数为116W/（平方米*K）。空气到冰表面的表面传热系数与二者之间的温度差以及空气的运动情况有关。
冰盐相变冷却
冰盐是指冰和盐类的混合物。用冰盐*制冷剂可以获得更低的温度。
冰盐冷却是利用冰盐融化过程的吸热。冰盐融化过程的吸热包括冰融化吸热和盐溶解吸热这两种作用。起初，冰吸热在0摄氏度下融化，融化水在冰表面形成一层水膜；接着，盐溶解于水，变成盐水膜，由于溶解要吸收溶解热，造成盐水膜的温度降低；继而，在较低的温度下冰进一步溶化，并通过其表层的盐水膜与被冷却对象发生热交换。这样的过程一直进行到冰的全部融化，与盐形成均匀的盐水溶液。冰盐冷却能到达的低温程度与盐的种类和混合物中盐与水的比例有关。
工业上应用最广的冰盐是冰块与工业食盐NaCl的混合物。
干冰相变冷却
固态CO2俗称干冰。
CO2的三相点参数为：温度-56摄氏度，压力0.52MPa。干冰在三相点以上吸热时融化为液态二氧化碳；在三相点和三相点一下吸热时，则直接升华为二氧化碳蒸气。
干冰是良好的制冷剂，它化学性质稳定，对人体无害。早在19世纪，干冰冷却就用于食品工业、冷藏运输、医疗、人工降雨、机械零件冷处理和冷配合等方面。
其他固体升华冷却
近代科学研究中心为了冷却红外探测器、射线探测器、机载红外设备等的需要。采用了固态制冷剂升华的制冷系统。其制冷温度取决于固体的种类、系统中的压力和被冷却对象的热负荷。通过改变升华气体的流量来调节系统中的被压和温度，就可以保持一个特定的温度。这种制冷系统的工作寿命由固体制冷剂的用量和被冷却对象的热负荷决定，有达1年之久的。固体升华制冷的主要优点是升华潜热大，制冷温度低，固体制冷剂的贮存密度大。
液体蒸发制冷
液体气化形成蒸汽，利用该过程的吸热效应制冷的方法称液体蒸发制冷。
当液体处在密闭的容器内时，若容器内除了液体和液体本身的蒸汽外不含任何其它气体，那么液体和蒸气在某一压力下将达到平衡。这种状态称饱和状态。如果将一部分饱和蒸汽从容器中抽出，液体就必然要再气化出一部分蒸汽来维持平衡。我们以该液体为制冷剂，制冷剂液体气化时要吸收气化潜热，该热量来自被冷却对象，只要液体的蒸发温度比环境温度低，便可使被冷却对象变冷或者使它维持在环境温度下的某一低温。
为了使上述过程得以连续进行，必须不断地从容器中抽走制冷剂蒸汽，再不断地将其液体补充进去。通过一定的方法将蒸汽抽出，再令其凝结为液体后返回到容器中，就能满足这一要求。为使制冷剂蒸气的冷凝过程可以在常温下实现，需要将制冷剂蒸气的压力提高到常温下的饱和压力，这样，制冷剂将在低温低压下蒸发，产生制冷效应；又在常温和高压下凝结向环境温度的介质排放热量。凝结后的制冷剂液体由于压力较高，返回容器之前需要先降低压力。由此可见，液体蒸发制冷循环必须具备以下四个基本过程：制冷剂液体在低压下气化产生低压蒸汽，将低压蒸汽抽出并提高压力变成高压气。将高压气冷凝为高压液体，高压液体再降低压力回到初始的低压状态。其中将低压蒸汽提高压力需要能量补偿。
1.1.3蒸汽压缩式制冷系统
要求掌握：专业术语（如制冷量、单位质量制冷量、单位体积制冷量等）；单级蒸气压缩式制冷循环的特点及工作过程，压焓图，理论制冷循环的定义和热力计算，影响实际制冷循环的因素，蒸发温度和冷凝温度的变化对单级蒸气压缩式制冷机性能的影响，制冷剂和载冷剂的定义、性质和使用的温度范围；双级压缩制冷循环中最常见的两种循环方式的流程和热力计算，中间压力的确定；复叠式制冷循环的流程和热力计算。
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蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成，用管道将它们连接成一个密封系统。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气化，产生的低压蒸汽被压缩机吸入，经压缩后以高压排出。压缩机排出的高压气态制冷剂进冷凝器，被常温的冷却水或空气冷却，凝结成高压液体。高压液体流经膨胀阀时节流，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入。如此周而复始，不断循环。
蒸气压缩式制冷机是得到最广泛应用的制冷机，因此它是本书的重点内容之一。

可逆制冷循环
逆卡诺制冷循环
定义：设有恒温热源和恒温热汇，其温度分别为TL 和TH ，在这两个温度 之间的可逆制冷循环是卡诺制冷循环。卡诺制冷循环的原理图如下所示：
图1 逆卡诺循环
劳伦茨循环
劳仑兹循环热源的热容量是有限的，在与制冷工质进行热量交换过程中，热源的温度也将发生变化，即被冷却物体（冷源）的温度将逐渐下降，环境介质（热源）
的温度将逐渐上升。为了达到变温条件下耗功最小的目的，应使制冷工质在吸、
排热过程中其温度也发生变化，而且变化趋势与冷、热源的变化趋势完全一样，使制冷工质与冷、热源之间进行热交换过程中的传热温差始终为无限小，没有不可逆换热损失，
另外两个过程仍分别为可逆绝热压缩与可逆绝热膨胀过程，如图2所示。这样，
1-2-3-4-1即为一个变温条件下的可逆逆向循环--劳仑兹循环。显然，实现这一循环所消耗 的功为最小，制冷系数达到在给定条件下的最大值。
图2 劳仑兹循环
为了表达变温条件下可逆循环的制冷系数，可采用平均当量温度这一概念。若用T0m表示工质的 平均吸热温度，用Tm表示工质的平均放热温度，则
(1)
(2)
与的大小分别可用面积41562和23652表示，平均吸热温度 T0m与平均放热温度
Tm就是以熵差为底、面积分别等于41564和23652的矩形的高度。变温情况下可逆循环的制冷系数可表示为
(3)
即相当于工作在T0m，Tm 之间的逆卡诺循环的制冷系数。
劳伦茨循环如右图所示，循环由两个变温过程和两个等熵过程组成。
单级蒸气压缩混合工质制冷循环
制冷机在实际工作过程中，冷却介质和被冷却物体的温度将发生变化，冷凝器和蒸发器中也不可避免地存在因温差传热而引起的不可逆损失。为了减少这种不可逆损失，制冷工质和传热介质之间应
保持尽可能小的传热温差。
非共沸混合制冷剂在等压下冷凝或蒸发时温度均发生变化，冷凝时温度由Tk 逐渐降低至Tk'， 蒸发时温度由T0逐渐升高至T0'
，我们利用这一特性，采用非共沸混合工质就可以达到减少传热温差的目的，如图3所示。极限情况下循环即变为劳仑兹循环。
图3 变温热源时逆卡诺循环
非共沸混合制冷剂单级蒸气压缩制冷循环的T-S图及p-h 图如图4所示。它与纯制冷剂循环的区别仅在于制冷剂在冷凝和蒸发晨温度在不为断地变化。

(a)T-S图 (b)p-h图图4 非共沸混合制冷剂单级蒸汽压缩制冷循环的T-S图及p-h图
采用非共沸混合工质不仅可以达到节能，而且可以扩大温度使用范围。
物质相变制冷--1.1.3.2 单级蒸气压缩制冷
1.1.3.2 单级蒸气压缩制冷
单级蒸气压缩式制冷系统由压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下:制冷剂在压力温度下沸腾，低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸气，并将它压缩到冷凝压力，然后送往冷凝器，在压力下等压冷却和冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质(通常是水或空气)，与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其他节流元件进入蒸发器。

求卡诺机原理图纸和工作原理说明及为什么不存在的说明

卡诺循环是由两个定温过程和两个绝热过程组成,且假定都是可逆过程。以理想气体为工质的卡诺循环为绝热压缩过程,过程中工质的温度自T2升高到T1,以便在与热源相同的温度下从高温热源吸热;定温膨胀过程,工质在温度
T1
下自相同温度的高温热源吸取热量
q1
;绝热膨胀过程,过程中工质的温度自
T1
降低到
T2
,以便在与低温热源相同的温度下向低温热源放热;定温压缩过程,工质在温度T2
下向同温度的低温热源放出热量q2
,从而完成可逆循环。
卡诺循环的热效率只决定于高温热源和低温热源的温度,也就是工质吸热和放热时的温度。提高T1,降低T2,可以提高其热效率。
因为T1
=
∞,和T2
=
0都是不可能的,因而卡诺循环的热效率只能小于1。这就是说,在循环发动机中,不可能将热能全部转化为机械能。
当T1
=
T2
时,循环的热效率为零,这就是说,在温度平衡的体系中,热能不可能转化为机械能。要利用热能来产生动力,就一定要有温差,即一定要有高于环境的高温热源。相对于相同温度界限内的任何循环而言,卡诺循环热效率是最高的。
一般说来,卡诺循环是实际热动力装置选用循环的最高理想,但是,迄今为止尚未*出实行卡诺循环的卡诺机。其原因是多种多样的,对于以气体为工质的热力发动机困难在于:第一,要提高卡诺循环热效率,T1
和T2
的相差要大,因而需要有很大的压力差,和容积压缩比,结果造成
pa
很高,或者
vc
极大,这两点都给实际设备带来很大的困难。这时的卡诺循环在
pv
图上的图形显得狭长,循环功不大,因而摩擦损失等各种不可逆损失所占的比例相对很大,根据动力机传到外界的轴功而计算的有效效率,实际上不高。第二,气体的定温过程不易实现,不易控制。
关于卡诺机的相关图纸请参考百度百科：http://baike.baidu.com/view/111772.htm

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