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制冷循环的介绍

更新时间:2023-11-30      点击次数:461
压缩空气制冷循环
由于空气定温加热和定温排热不易实现,故不能按逆向卡诺循环运行。在压缩空气制冷循环中,用两个定压过程来代替逆向卡诺循环的两个定温过程,故可视为逆向布雷顿循环。工程应用中,压缩机可以是活塞式的或是叶轮式的。
从冷库出来的空气进入压气机后被绝热压缩,温度升到环境温度以上;然后进入冷却器,在定压下将热量传给冷却水,温度等同于环境温度;再导入膨胀机绝热膨胀,温度进一步降到冷库温度以下;最后进入冷库,定压吸热(吸收的热量称为制冷量),完成循环。
回热式压缩空气制冷循环
从冷库出来的空气首先进入回热器,升温到环境温度;接着进入叶轮式压气机压缩升温;然后进入冷却器实现定压放热降温,理论上可以重新降到环境温度(此时工质处于高压状态);随后进入回热器进一步定压降温到冷库温度,再进入叶轮式膨胀机实现定熵膨胀过程,更进一步地降压降温,最后进入冷库定压吸热,完成循环。
此种循环和上面的压缩空气制冷循环共同的缺点有二:其一,不能实现定温吸、排热过程,使循环偏离了逆向卡诺循环而降低了经济性;其二,空气的比热容较小,单位质量工质的制冷量也较小,这个缺点在回热式中可以改善,但仍不能根本消除。 
压缩蒸气制冷循环
压缩蒸气的逆向卡诺制冷循环理论上可以实现,但是会出现干度过低的状态,不利于两相物质压缩。为了避免不利因素、增大制冷效率及简化设备,在实际应用中常采用节流阀(或称膨胀阀)替代膨胀机。
制冷工质从冷库定压气化吸热后(此时工质通常为干饱和蒸气或接近干饱和蒸气),再进入压缩机在绝热状态下压缩,温度超过环境温度,然后进入冷凝器向环境介质等压散热;在冷凝器内,过热的制冷剂蒸气先等压降温到对应于当前压力的饱和温度,然后继续等压(同时也是等温)冷凝成饱和液状态,进入节流阀,在节流阀处绝热节流降温、降压至对应于循环起始压力的湿饱和蒸气状态,再进入冷库气化吸热,完成循环。
压缩蒸气制冷循环采用低沸点物质作制冷剂,利用在湿蒸气区定压即定温的特性,在低温下定压气化吸热制冷,可以克服上述压缩空气、回热压缩空气循环的部分缺点。
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