蒸气压缩式制冷属于液体汽化法,是采用制冷剂液体蒸发时从周围被冷却物中吸收热量,从而实现被冷却物温度降低。为了使制冷连续地进行,把已蒸发的气体经压缩再冷凝,使之重新变为液体,再继续蒸发并吸热,这就是蒸气压缩式制冷。燕气压缩式制冷有单级、多级和复叠式等多种形式。所谓单级压缩,是指制冷剂在制冷工作循环过程中只经历了一次压缩,单级蒸气压缩式制冷目前应用最为广泛。
单级蒸气压缩式制冷系统基本组成包括压缩机、冷凝器、节流机构和燕发器四部分。对于液体汽化法,首先需要一个换热设备能使制冷剂从被冷却介质中吸热汽化从而实现制冷目的,这个设备称为蒸发器。制冷剂进入蒸发器时是液体,离开时变为气体,为了将气态制冷剂变回液体,使制冷剂能够循环工作,这就需要冷凝器。冷凝器也是一种热交换设备,在冷凝器中,制冷剂向环境(环境介质通常为空气或水)释放热量,制冷剂由气态冷凝变回液态,即进入冷凝器时是气体制冷剂,离开时变为液体制冷剂,但是,制冷剂冷凝是向常温常压下的环境介质放热,而制冷后离开蒸发器的气态制冷剂温度很低,低于环境温度(制冷的定义告诉我们制冷是使被冷却物低于环境温度并保持的),这个低温的制冷剂是无法向环境自发放热冷凝的,这就需要一种设备将蒸发器出口的低温低压的气态制冷剂,变为冷凝器入口的高温高压气态的制冷剂,这个设备就是压缩机。压缩机是耗能设备。
通过对制冷剂蒸气做功,将低温低压制冷剂压缩为高温高压制冷剂。这样,我们发现制冷剂在蒸发器处于低温低压状态,在冷凝器处于高温高压状态,蒸发器与冷凝器不能直接连接,蒸发器出口与冷凝器入口通过压缩机提高压力实现连接,那么冷凝器出口与蒸发器入口也要有一个完成降压作用的连接设备,这就是节流机构。节流机构一方面将高温高压液态制冷剂节流降压,满足蒸发器工作条件,另一方面还可以调节蒸发器的供液量,满足被冷却物降温变化的要求。因此。完成一个制冷过程所需最基本的组成设备包括压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器,它们通常称为制冷四大件。其中,压缩机是制冷系统的“心脏”,负责压缩和愉送制冷剂蒸气;冷凝器输出热量,将制冷剂蒸气变回液体;节流阀是节流降压设备,供给蒸发器需要的制冷剂状态和流量;蒸发器吸收热量(输出冷量)从而实现制冷。