液体气化制冷是利用液体气化时的吸热,冷凝时的放热效应来实现制冷的。液体气化形成蒸气。当液体(制冷工质)处在密闭的容器中时,此容器中除了液体及液体本身所产生的蒸气外,不存在其他任何气体,液体和蒸气将在某一压力下达到平衡,压力称为饱和压力,温度称为饱和温度。平衡时液体不再气化,这时如果将一部分蒸气从容器中抽走,液体必然要继续气化产生一部分蒸气来维持这一平衡。
液体气化时要吸收热量,此热量称为气化潜热。气化潜热来自被冷却对象,使被冷却对象变冷。为了使这一过程连续进行,就必须从容器中不断地抽走蒸气,并使其凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸气如直接冷凝成蒸气,则所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低,我们希望蒸气的冷凝是在常温下进行,因此需要将蒸气的压力提高到常温下的饱和压力。
制冷工质将在低温、低压下蒸发,产生冷效应;并在常温,高压下冷凝,向周围环境或冷却介质放出热量。蒸气在常温,高压下冷凝后变为高压液体,还需要将其压力降低到蒸发压力后才能进入容器。
制冷系统是一个完整的密封循环系统,组成这个系统的主要部件包括压缩机、冷凝器,节流装置(膨胀间或毛细管)和蒸发器,各个部件之间用管道连接起来,形成一个封闭的循环系统,在系统中加入一定量的氟利昂制冷剂来实现制冷降温。空调器制冷降温,是把一个完整的制冷系统装在空调器中,再配上风机和一些控制器来实现的。
液体气化制冷循环是由压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程组成,如图2-1所示。
压缩过程:从压缩机开始,制冷剂气体在低温低压状态下进入压缩机,在压缩机中被压缩,提高气体的压力和温度后,排人冷凝器中。
冷凝过程:从压缩机中排出来的高温高压气体,进入冷凝器中,将热量传递给外界空气或冷却水后,凝结成液体制冷剂,流向节流装置。
节流过程:又称膨胀过程,冷凝器中流出来的制冷剂液体在高压下流向节流装置,进行节流减压。
蒸发过程:从节流装置流出来的低压制冷剂液体流向蒸发器中,吸收外界(空气或水) 的热量而蒸发称为气体,从而使外界(空气或水)的温度降低,蒸发后的低温低压气体又被压缩机吸回,进行再压缩、冷凝、节流、蒸发,依次不断地循环和制冷。