冰机系统--制冷原理篇

空调制冷最核心的四大构件，蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，冷机也不例外，最核心的也是这四大件。如图1所示，制冷剂在这四大构件组成的循环圈内循环，从而带走热量，生成冷源。

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整个制冷循环过程是一个连续的循环，通过蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四个核心构件的相互作用，实现制冷效果。以下是整个制冷循环过程的详细描述：

蒸发器：制冷循环开始于蒸发器，低压低温的制冷剂液体从膨胀阀进入蒸发器。在蒸发器中，制冷剂与被制冷介质（如空气或水）进行热交换，吸收热量并蒸发成低温低压的蒸汽。

压缩机：由蒸发器产生的低温低压制冷剂蒸汽被压缩机吸入。在压缩机内，制冷剂蒸汽被压缩，同时提高其压力和温度。通过压缩过程，制冷剂蒸汽变为高压高温的状态。

冷凝器：高压高温的制冷剂蒸汽从压缩机流出，进入冷凝器。在冷凝器中，制冷剂蒸汽与冷却介质（如外部空气或冷却水）进行热交换，释放热量并冷凝成高压液体。这个过程中，制冷剂散热，同时冷却介质被加热。

膨胀阀：高压液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器前进行节流和降压，转变为低压制冷剂液体。膨胀阀的作用是控制制冷剂的流量和压力，确保适量的制冷剂进入蒸发器。

通过这样的循环过程，制冷剂在系统中完成压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程，实现了热量的吸收、传递和释放，从而产生冷源并实现空调制冷效果。整个制冷循环不断重复，以维持室内温度的控制和舒适。

结合压焓图来解释制冷循环过程可以更清楚地展示制冷剂在不同状态下的压力和焓值的变化。以下是制冷循环过程的详细描述，结合了压焓图：

蒸发器：制冷循环的开始点是蒸发器。在压焓图上，制冷剂从高压高温状态开始，通过膨胀阀进入蒸发器，此时制冷剂的压力和焓值降低。在蒸发器中，制冷剂与被制冷介质进行热交换，吸收热量并蒸发成低温低压的蒸汽。这一过程在压焓图上呈现为一个水平的过程（图2中4-1过程），表示制冷剂的焓值增加。

压缩机：蒸发器产生的低温低压制冷剂蒸汽被压缩机吸入。压缩机对制冷剂进行压缩，使其压力和温度升高。在压焓图上，这个过程是一个斜向上的曲线（图2中1-2过程），表示制冷剂的压力和焓值的增加。

冷凝器：从压缩机流出的高压高温制冷剂蒸汽进入冷凝器。在冷凝器中，制冷剂与冷却介质（如外部空气或冷却水）进行热交换。在压焓图上，这个过程是一个水平的过程（图2中2-3过程），表示制冷剂焓值的降低。这是因为制冷剂释放热量，由气态转变为液态。

膨胀阀：高压液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器前进行节流和降压，转变为低压制冷剂液体。在压焓图上，这个过程是一个斜向下的线（图2中3-4过程），表示制冷剂的压力降低，而焓值也降低。

在制冷循环中，过冷和过热状态具有重要的作用。下面是它们的解释：

过冷：过冷是指制冷剂在冷凝器之后或蒸发器之前继续降低温度的过程。通过过冷，制冷剂的温度可以低于饱和温度对应的压力下的温度。这样做有几个重要的作用：

①提高冷凝器的传热效率：过冷状态可以增加冷凝器对冷却介质的传热效率，使制冷剂能够更充分地释放热量。

②避免膨胀阀问题：过冷状态有助于防止在膨胀阀中发生蒸发或气泡形成，从而确保膨胀阀的正常运行。

③提高系统性能：通过适当的过冷，可以提高制冷系统的效率和性能。

过热：过热是指制冷剂在蒸发器之后或冷凝器之前继续增加温度的过程。过热使制冷剂的温度高于饱和温度对应的压力下的温度。过热状态具有以下作用：

①保护压缩机和系统组件：过热状态可以防止液态制冷剂进入压缩机，从而避免可能的损坏和润滑问题。

②稳定制冷过程：适当的过热可以确保制冷剂在蒸发器中完全蒸发，保持制冷循环的稳定运行。

通过合理控制过冷和过热状态，可以优化制冷系统的效率、保护设备，并确保制冷循环的稳定性和可靠性。