空调系统制冷的工作原理

1.压缩式制冷

压缩式制冷是利用“液体汽化时要吸收热量”的物理特性，通过制冷剂的热力循环，以消耗一定量的机械能作为补偿条件来达到制冷的目的。

压缩式制冷系统由制冷压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要部件组成，并用管道连接，从而构成一个封闭的循环系统，如图5-11所示。

制冷剂在压缩式制冷机中历经蒸发、压缩、膨胀和蒸发四个热力过程。

（1）蒸发。在蒸发器中，低压低温的制冷剂液体吸取其中被冷却介质（如冷水）的热量，蒸发成为低压低温的制冷剂蒸气（每小时吸收的热量Q0，即制冷量）。

图5-11 压缩式制冷系统的工作原理

（2）压缩。低压低温的制冷剂蒸汽被压缩机吸入，并压缩成为高压高温气体（压缩机消耗机械功AL）。

（3）膨胀。高压高温气体进入冷凝器中被冷却水冷却，成为高压液体［放出热量Qk（Qk＝Q0＋AL）］，再经膨胀阀减压后，成为低温低压的液体。

（4）蒸发。低湿低压的液体最终在蒸发器中吸收冷却介质（冷冻水）的热量而汽化。如此不断地循环，液态制冷剂不断从蒸发器中吸热而获得冷冻水，并成为空调系统的冷源。

由于冷凝器中所使用的冷却介质（水或空气）的温度比被冷却介质（水或空气）的温度高得多，因此上述制冷过程实际上就是从低温物质夺取热量而传递给高温物质的过程。由于热量不可能自发地从低温物体转移到高温物体，故必须消耗一定量的机械能（AL）作为补偿条件，正如要求使水从低处流向高处时需要通过水泵消耗电能才能实现一样。

2.吸收式制冷

吸收式制冷以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂。利用溴化锂溶液在常温下（特别是在温度较低时）吸收水蒸气的能力很强，而在高温下又能将其释放出来的特性，以及利用制冷剂在低压下汽化时要吸收周围介质的热量特性来实现制冷目的。

吸收式制冷机组主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器四大主要部分组成，工作原理如图5-12所示，其工作过程由四个热交换设备组成制冷剂循环与吸收剂循环两个环路。

图5-12 吸收式制冷机组工作原理

左半部是制冷剂循环，由冷凝器、蒸发器和节流阀组成。高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却水放热被冷凝成液态后，经节流阀减压后进入蒸发器。在蒸发器内，制冷剂液体被汽化为低压制冷剂蒸气，同时吸取被冷却介质的热量产生制冷效应。

右半部为吸收剂循环，主要由吸收器、发生器和溶液泵组成。在吸收器中，液态吸收剂吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂而形成的制冷剂-吸收剂溶液，经溶液泵升压后进入发生器，在发生器中该溶液被加热至沸腾，其中沸点低的制冷剂汽化，形成高压气态制冷剂，又与吸收剂分离。然后，前者进入冷凝器液化，后者则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。

吸收式制冷机组按其结构可分为单筒、双筒、多级等几种形式。比较常用的双筒吸收式制冷机组是将发生器、冷凝器置于一个（上）筒体，蒸发器、吸收器放在另一个（下）筒体内，以保证系统的严密性。一般情况下，吸收式制冷机组出厂时是一个组装好的整体，溴化锂溶液管道、制冷剂及水蒸气管道、抽真空管道以及电气控制设备均已装好，现场施工时只连接机外的水蒸气管道、冷却水管道和冷冻水管道即可。