制
冷
技
术
第二节 蒸气压缩式制冷
的理论循环
气化制冷的特征
利用制冷剂液体在气化时（沸腾时）
产生的吸热效应，达到制冷目的。
制
冷
技
术
工 作 过 程
制
冷
技
术
蒸发器 压缩机 冷凝器
节流阀
流程图：
制
冷
技
术
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过
程是：
① 制冷剂液体在低压（低温）下蒸
发，成为低压低温蒸气 (蒸发器 )
② 将该低压低温蒸气提高压力、温
度成为高压高温蒸气 (压缩机 )
③ 将高压高温蒸气冷凝，使之成为
高压常温液体 (冷凝器 )
④ 高压常温液体降低压力、温度重
新变为低压低温液体，返回到蒸发器从
而完成 循环。 (节流阀 )
制
冷
技
术
单级蒸气压缩式制冷理论循环的
热力计算
单级理论循环是建立在以下一些假设的基
础上的：
（ 1）压缩过程为等熵过程，即在压缩
过程中不存在任何不可逆损失
（ 2） 离开蒸发器和进入压缩机的制
冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气
制
冷
技
术
（ 4）制冷剂在管道内流动时，没有
流动阻力损失，忽略动能变化，除了蒸
发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管
外介质之间没有热交换
（ 5）制冷剂在流过节流装置时，流速
变化很小，可以忽略不计，且与外界环境
没有热交换，为等焓过程
（ 3）离开冷凝器和进入膨胀阀的液体
为冷凝压力下的饱和液体
制
冷
技
术
图 2-1理论循环在 T-s图（ a）和 lgp-h图（ b）上的表示
按照热力学第一定律，对于在控制容积中进
行的状态变化存在如下关系：
whq ddd ??
（ 2-1）
制
冷
技
术
这里，把自外界传入的功作为负值。对上式积
分可以得到整个过程的表达式,
whq ???
（ 2-2）
按照式（ 2-1）和式（ 2-2），单级压缩蒸气制
冷机循环的各个过程有如下关系：
制
冷
技
术
(2)冷凝过程,dw=0
dq=dh
qk=h2-h4 （ 2-4）
(3) 节流过程：
w=0 q=0
Δ h=0
h4=h5 （ 2-5）
（ 1）压缩过程, dq=0,因而
dw=dh
w=h2-h1 （ 2-3）
（ 4）蒸发过程,dw=0因而
dq=dh
q0=h1-h5=h1-h4 （ 2-6）
制
冷
技
术
(1)单位质量制冷量 q0
为了说明单级压缩蒸气制冷机理论循环的
性能，采用下列一些性能指标，这些性能
指标均可通过循环各点的状态参数计算出
来。
q0称为单位质量制冷量，习惯上取为正
值，在 T-s图上用面积 1-5-b-a-1代表，
而在 lg p-h图上则用线段 5-1表示。
制
冷
技
术
(2)单位容积制冷量 qv
1
41
1
0
v
hh
v
q
q v
?
??
(2-7)
(3)单位理论耗功 wc
对于单级蒸气压缩制冷机的理论循环来说，理
论比功可表示为
12 hhw c ??
(2-8)
单级压缩蒸气制冷机的理论耗功也是随制冷
剂的种类和制冷机循环的工作温度而变的。
制
冷
技
术
(4)单位冷凝热负荷 qk
单位（ 1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中放出的
热量，称为单位冷凝热负荷。单位冷凝热
负荷包括显热和潜热两部分
? ? ? ?q h h h h h hk ? ? ? ? ? ?2 3 3 4 2 4
(2-9)
比较式（ 2-5）、（ 2-8）和（ 2-9）可以
看出，对于单级压缩式蒸气制冷机理论循
环，存在着下列关系
(2-10)
ck wqq ?? 0
制
冷
技
术
(5)制冷系数 ?0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，
制冷系数为
(2-11)
12
410
hh
hh
w
q
c
th ?
?
???
制冷系数愈大 经济性愈好
th?
制
冷
技
术
(6)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完
善度按定义可表示为
0
04
12
41
T
TT
hh
hh
c
th
R
?
?
???
?
?? (2-12)
这里 ε c为在蒸发温度（ T0）和冷凝温
度（ Tk）之间工作的逆卡诺循环的制冷
系数。热力完善度愈大，说明该循环接
近可逆循环的程度愈大。
制
冷
技
术
)( 42 hhMQ rk ??
)( 4100 hhMMqQ rr ???
)( 12 hhMW rc ??
冷
技
术
第二节 蒸气压缩式制冷
的理论循环
气化制冷的特征
利用制冷剂液体在气化时（沸腾时）
产生的吸热效应，达到制冷目的。
制
冷
技
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工 作 过 程
制
冷
技
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蒸发器 压缩机 冷凝器
节流阀
流程图：
制
冷
技
术
液体蒸发制冷构成循环的四个基本过
程是：
① 制冷剂液体在低压（低温）下蒸
发，成为低压低温蒸气 (蒸发器 )
② 将该低压低温蒸气提高压力、温
度成为高压高温蒸气 (压缩机 )
③ 将高压高温蒸气冷凝，使之成为
高压常温液体 (冷凝器 )
④ 高压常温液体降低压力、温度重
新变为低压低温液体，返回到蒸发器从
而完成 循环。 (节流阀 )
制
冷
技
术
单级蒸气压缩式制冷理论循环的
热力计算
单级理论循环是建立在以下一些假设的基
础上的：
（ 1）压缩过程为等熵过程，即在压缩
过程中不存在任何不可逆损失
（ 2） 离开蒸发器和进入压缩机的制
冷剂蒸气为蒸发压力下的饱和蒸气
制
冷
技
术
（ 4）制冷剂在管道内流动时，没有
流动阻力损失，忽略动能变化，除了蒸
发器和冷凝器内的管子外，制冷剂与管
外介质之间没有热交换
（ 5）制冷剂在流过节流装置时，流速
变化很小，可以忽略不计，且与外界环境
没有热交换，为等焓过程
（ 3）离开冷凝器和进入膨胀阀的液体
为冷凝压力下的饱和液体
制
冷
技
术
图 2-1理论循环在 T-s图（ a）和 lgp-h图（ b）上的表示
按照热力学第一定律，对于在控制容积中进
行的状态变化存在如下关系：
whq ddd ??
（ 2-1）
制
冷
技
术
这里，把自外界传入的功作为负值。对上式积
分可以得到整个过程的表达式,
whq ???
（ 2-2）
按照式（ 2-1）和式（ 2-2），单级压缩蒸气制
冷机循环的各个过程有如下关系：
制
冷
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术
(2)冷凝过程,dw=0
dq=dh
qk=h2-h4 （ 2-4）
(3) 节流过程：
w=0 q=0
Δ h=0
h4=h5 （ 2-5）
（ 1）压缩过程, dq=0,因而
dw=dh
w=h2-h1 （ 2-3）
（ 4）蒸发过程,dw=0因而
dq=dh
q0=h1-h5=h1-h4 （ 2-6）
制
冷
技
术
(1)单位质量制冷量 q0
为了说明单级压缩蒸气制冷机理论循环的
性能，采用下列一些性能指标，这些性能
指标均可通过循环各点的状态参数计算出
来。
q0称为单位质量制冷量，习惯上取为正
值，在 T-s图上用面积 1-5-b-a-1代表，
而在 lg p-h图上则用线段 5-1表示。
制
冷
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术
(2)单位容积制冷量 qv
1
41
1
0
v
hh
v
q
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?
??
(2-7)
(3)单位理论耗功 wc
对于单级蒸气压缩制冷机的理论循环来说，理
论比功可表示为
12 hhw c ??
(2-8)
单级压缩蒸气制冷机的理论耗功也是随制冷
剂的种类和制冷机循环的工作温度而变的。
制
冷
技
术
(4)单位冷凝热负荷 qk
单位（ 1kg）制冷剂蒸气在冷凝器中放出的
热量，称为单位冷凝热负荷。单位冷凝热
负荷包括显热和潜热两部分
? ? ? ?q h h h h h hk ? ? ? ? ? ?2 3 3 4 2 4
(2-9)
比较式（ 2-5）、（ 2-8）和（ 2-9）可以
看出，对于单级压缩式蒸气制冷机理论循
环，存在着下列关系
(2-10)
ck wqq ?? 0
制
冷
技
术
(5)制冷系数 ?0
对于单级压缩蒸气制冷机理论循环，
制冷系数为
(2-11)
12
410
hh
hh
w
q
c
th ?
?
???
制冷系数愈大 经济性愈好
th?
制
冷
技
术
(6)热力完善度
单级压缩蒸气制冷机理论循环的热力完
善度按定义可表示为
0
04
12
41
T
TT
hh
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R
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?? (2-12)
这里 ε c为在蒸发温度（ T0）和冷凝温
度（ Tk）之间工作的逆卡诺循环的制冷
系数。热力完善度愈大，说明该循环接
近可逆循环的程度愈大。
制
冷
技
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)( 42 hhMQ rk ??
)( 4100 hhMMqQ rr ???
)( 12 hhMW rc ??
