液體汽化形成蒸汽。當(dāng)液體處在密閉的容器內(nèi)時(shí)，若容器內(nèi)除了液體及液體本身的蒸汽外不存在任何其他氣體，那么液體和蒸汽在某一壓力下將達(dá)到平衡，這種狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。此時(shí)容器中的壓力稱為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。飽和壓力隨溫度的升高而升高。如果將一部分飽和蒸汽從容器中抽出，液體中就必然要再汽化一部分蒸汽來(lái)維持平衡。液體汽化時(shí)，需要吸收熱量，該熱量稱為汽化潛熱。液體所吸收的熱最來(lái)自被冷卻的對(duì)象，因而使被冷卻的對(duì)象變冷，或者使它維持在環(huán)境溫度以下的某一低溫。
為了使上述過(guò)程能夠連續(xù)進(jìn)行，必須不斷地從容器中抽走蒸汽，再不斷地將液體補(bǔ)充進(jìn)去，通過(guò)一定的方法把蒸汽抽走，并使它凝結(jié)成液體后再回到容器中，就能滿足這一要求。若容器中的蒸汽自然流出。直接凝結(jié)為液體，則要求冷卻介質(zhì)具有的溫度比液體蒸發(fā)的溫度還要低，這種冷卻介質(zhì)顯然無(wú)法尋覓，所以我們希望蒸汽的冷凝過(guò)程在常溫下進(jìn)行，產(chǎn)生制冷效應(yīng)，又在常溫、高壓下冷凝，向環(huán)境溫度的冷卻介質(zhì)排放出熱量。由此可見(jiàn)，液體汽化制冷循環(huán)由工作介質(zhì)(簡(jiǎn)稱工質(zhì))低壓下汽化、蒸發(fā)升壓、高壓氣體液化和高壓液體降壓四個(gè)基本過(guò)程組成。
蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)如圖1-1所示。系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成，用管道將其連成一個(gè)封閉的系統(tǒng)。工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)與被冷卻對(duì)象發(fā)生熱量交換，吸收被冷卻對(duì)象的熱量并汽化，產(chǎn)生的低壓蒸汽被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)壓縮后以高壓排出，壓縮過(guò)程需要消耗能量。壓縮機(jī)排出的高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)在冷凝器中被常溫冷卻介質(zhì)(水或空氣)冷卻.凝結(jié)成高壓液體。高壓液體流經(jīng)膨脹閥時(shí)節(jié)流，變成低壓、低溫濕蒸汽，進(jìn)入蒸發(fā)器.其中的低壓液體在蒸發(fā)器中再次汽化制冷，如此周而復(fù)始。
在蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中，制冷劑從某一狀態(tài)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)各種變化狀態(tài)，又間到初始狀態(tài)。在這個(gè)周而復(fù)始的熱力過(guò)程中，每一次都消耗一定的機(jī)械能(電能)從低溫物體中吸出熱量，并將此熱量轉(zhuǎn)移到高溫物體，改變制冷劑狀態(tài)，完成制冷劑作用的全過(guò)程被稱為制冷循環(huán)。
①蒸發(fā)過(guò)程—節(jié)流降壓后的制冷劑液體(混有飽和蒸汽)進(jìn)人蒸發(fā)器，從周圍介質(zhì)吸熱蒸發(fā)成氣體，實(shí)現(xiàn)制冷。在蒸發(fā)過(guò)程中，制冷劑的溫度和壓力保持不變。從蒸發(fā)器出來(lái)的制冷劑已成為干飽和蒸汽或稍有過(guò)熱度的過(guò)熱蒸汽。物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài)時(shí)要吸熱，這就是制冷系統(tǒng)中使用燕發(fā)器吸熱制冷的原因。
②壓縮過(guò)程—壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，在壓縮機(jī)完成對(duì)蒸汽的吸入和壓縮過(guò)程中，把從蒸發(fā)器出來(lái)的低溫、低壓制冷劑蒸汽壓縮成高溫、高壓的過(guò)熱蒸汽。壓縮蒸汽時(shí)，壓縮機(jī)要消耗一定的外能，即壓縮功。
③冷凝過(guò)程—從壓縮機(jī)排出來(lái)的高溫、高壓蒸汽進(jìn)入冷凝器后與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換，使過(guò)熱蒸汽逐漸變成飽和蒸汽，進(jìn)而變成飽和液體或過(guò)冷液體。冷凝過(guò)程中制冷劑的壓力保持不變。物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)要放出熱量，這就是制冷系統(tǒng)要使用冷凝器散熱的道理。冷凝器的散熱常采用風(fēng)冷或水冷的形式。
④節(jié)流過(guò)程—從冷凝器出來(lái)的高壓制冷劑液體通過(guò)減壓元件(膨脹閥或毛細(xì)管)被節(jié)流降壓，變?yōu)榈蛪阂后w，然后再進(jìn)入蒸發(fā)器重復(fù)上述的蒸發(fā)過(guò)程。
上述四個(gè)過(guò)程依次不斷循環(huán)，從而達(dá)到制冷的目的。
