第一章 蒸汽壓縮式制冷的熱力學(xué)原理
第一節(jié) 蒸汽壓縮式制冷的基本原理
一、熱力學(xué)基本定律
熱力學(xué)第一定律：能量守恒和轉(zhuǎn)換定律
熱力學(xué)第二定律：能量貶值原理
表述：不可能把熱從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。
熱量由低溫物體傳向高溫物體，必須有一個補償過程。
循環(huán)：實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換
正循環(huán)：熱能轉(zhuǎn)換為機械能
逆循環(huán)：消耗能量使熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩础?div style="height:15px;">
二、逆卡諾循環(huán)
1. 循環(huán)組成： 兩個恒溫?zé)嵩础蓚€等溫過程、兩個等熵過程。
2. 循環(huán)結(jié)果
（1）從被冷卻介質(zhì)吸熱q0（即單位制冷量）；
（2）向冷卻介質(zhì)放熱qc；
（3）循環(huán)凈功 w0＝w1－w2＝qc－q0 → qc＝w0＋q0。
3. 制冷系數(shù) ：消耗單位功量所能獲得的制冷量
逆卡諾循環(huán)：
說明：(1)εc與制冷工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)，只和TL、TH有關(guān)；
(2)TL↗或TH↘ → εc↗ 循環(huán)經(jīng)濟性越好；
4. 如何實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)
（圖 1-1）
（1） 濕蒸汽區(qū)域內(nèi)進行
（2） 設(shè)備：蒸發(fā)器（4-1）、冷凝器（2-3）、壓縮機（1-2）、膨脹機（3-4）
（3）可逆循環(huán) → 傳熱無溫差，運動無摩擦
三、有傳熱溫差的制冷循環(huán)
有傳熱溫差的制冷循環(huán)的制冷系數(shù)小于逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)
熱力完善度：工作于相同溫度間的實際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)與逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)的比值。
η ＝ ε / εc ≤1
η的大小反映了實際制冷循環(huán)接近逆卡諾循環(huán)的程度
過程的自發(fā)性和不可逆性
兩種補償方法：
1. 消耗機械能或電能
2. 消耗熱能
蒸汽壓縮制冷：消耗機械能（壓縮機）
卡諾循環(huán)：
4-3-2-1-4
逆卡諾循環(huán)：
1-2-3-4-1
單位制冷量： 1kg 制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻介質(zhì)的熱量。
逆卡諾循環(huán)既可制冷，又可供熱。
T L 的變化比 T H 的變化對制冷系數(shù)的影響更大。指出了提高制冷系數(shù)的方法。
如何實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)，關(guān)鍵是兩個等溫過程，而只有液體的定壓蒸發(fā)吸熱過程和蒸汽的定壓凝結(jié)放熱過程是等溫過程，故濕蒸汽區(qū)域內(nèi)進行有可能易于實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)。
任何實際制冷循環(huán)的制冷系數(shù)都小于逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)。
逆卡諾循環(huán)不僅從理論上指出了提高制冷裝置經(jīng)濟性的方向（如應(yīng)使制冷工質(zhì)蒸發(fā)溫度不要過低，冷凝溫度不要過高），同時還可用作評價實際制冷循環(huán)完善程度的指標(biāo)。
實際制冷循環(huán)，工質(zhì)在流動或狀態(tài)變化過程中，因摩擦、擾動及內(nèi)部不平衡等因素而引起一定的損失，在換熱器中，因存在傳熱溫差而引起傳熱損失。
可用熱力完善度來衡量其不可逆程度。
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