理論循環(huán)是在理論條件下構(gòu)造出的模型,這些理論條件是:
(1)制冷劑的冷凝溫度等于高溫?zé)嵩吹臏囟龋舭l(fā)溫度等于低溫?zé)嵩吹臏囟龋依淠郎?span>度與蒸發(fā)溫度恒定不變。
(2)在制冷系統(tǒng)中，除節(jié)流膨脹產(chǎn)生壓力降外，無任何其他流動(dòng)阻力損失。
(3)壓縮過程為等熵過程。
(4)在節(jié)流過程中，流速變化可以忽略不計(jì)。
(5)除換熱設(shè)備外，與外界無任何熱交換。
(6)制冷劑是純凈的。
單級(jí)蒸汽壓縮制冷理論循環(huán)在lgp-h圖及T-s圖上的表示見圖3-4，其冷凝溫度和蒸發(fā)溫度分別為tk和t0，冷凝壓力和蒸發(fā)壓力分別為Pk和p0。由熱力學(xué)第一定律，對(duì)于在控制容積內(nèi)狀態(tài)變化的工質(zhì)有 dq=dh+dc2一dw式中q=熱量 (kJ/kg) h—比焓(k1/kg) c—流速(m/s) w—比功(kJ/kg) dw前的負(fù)號(hào)表示外界向系統(tǒng)輸入功。
根據(jù)理論條件，我們可以對(duì)理論循環(huán)的各個(gè)工作過程進(jìn)行分析。
(1)壓縮過程0-2 0-2表示制冷劑在壓縮機(jī)中的壓縮過程，對(duì)于理論循環(huán)為等熵過程，點(diǎn)0為吸入的低壓飽和蒸汽狀態(tài)點(diǎn)，點(diǎn)2為排出的過熱蒸汽狀態(tài)點(diǎn)。
因ds=0、dq=0、dc=0 故dh = dw0，wo =h2-h0
W0稱為單位理論功，在T-s圖上用面積0-2-3-4-0表示，在lgp-h圖上為線段4-1在橫坐標(biāo)上的投影的長度。
(2)冷凝過程2-3此過程由兩段組成，壓縮機(jī)排出的制冷劑過熱蒸汽進(jìn)入冷凝器后，首先被冷卻成飽和蒸汽，即過程2一3"，此時(shí)存在傳熱溫差;然后飽和蒸汽被冷凝成飽和液體，即過程3"-3，此凝結(jié)過程無傳熱溫差。制冷劑壓力不變，始終是與Tk對(duì)應(yīng)的飽和壓力Pk。
因dw=0、do=0 故dq=dh，qk =h:一h,
qk稱為單位冷凝負(fù)荷，在手、圖上用面積a-2-3-c-a表示，在lgp-h圖上以線段2-3的長度表示。
(3)節(jié)流過程3-4制冷劑在節(jié)流過程中溫度由tk下降至t0，壓力由pk下降至P0，焓值基本不變，節(jié)流后制冷劑狀態(tài)進(jìn)入濕蒸汽區(qū)，根據(jù)理論循環(huán)的假定近似有
因dw=0, dc=0、dq=0 故dh=0，h3=h4
即這一過程的起點(diǎn)和終點(diǎn)處于同一等烙線上。
(4)蒸發(fā)過程4-0在此過程中，制冷劑在t0, p0保持不變的情況下氣化，吸收氣化潛熱，而所吸收的熱量來自被冷卻對(duì)象。
因dw=0、dc=0 故dq=dh，q0 =h0-h4=h0-h3
q0稱為單位制冷量，在T-s圖上用面積0-4-b-a-0表示，在Igph圖上以線段4-0的長度表示。
