物質集态由液态轉變為氣态，稱為汽化；反之，物質集态由氣态轉變為液态，稱為冷凝。

(一)汽化

汽化有蒸發和沸騰兩種方式。蒸發在任何溫度下都能進行，它是僅在液體表面發生的汽化現象。沸騰是在液體表面和内部同時進行的汽化現象。在一定的壓力下，液态工質必須達到一定溫度才能沸騰。液态工質沸騰汽化時的溫度，稱為沸點。

物質汽化需要吸收周圍環境（即周圍的物體或介質）的熱量，因而汽化對周圍環境有緻冷效應。壓縮式制冷就是讓液态制冷劑流經蒸發器沸騰汽化吸收周圍空間的熱量來緻冷的。

液态工質沸騰汽化時，它向周圍環境吸收的熱量完全用于自身的集态變化。因此，在沸騰汽化的過程中，雖然吸熱，但液态工質及其蒸氣都将保持沸點溫度不變。液态工質沸騰汽化時吸收的熱量是潛熱。

相同壓力下，不同液态工質的沸點不同。同種液态工質，在不同壓力下的沸點溫度也不同。工質的沸點與其壓力有一一對應的關系。例如，要求水在5℃沸騰汽化，其對應的壓力必須是0.00989kgf/cm2才行。因此，工質在沸騰汽化時若要保持沸點溫度不變，還必須保持與該沸點對應的壓力不變。液态制冷劑在蒸發器中進行的沸騰汽化的過程，是一種定溫和定壓的過程。

(二)冷凝

在一定壓力下，氣态工質溫度降低到與該壓力相對應的沸點溫度時就會冷凝液化。在整個冷凝過程中，蒸氣和冷凝的液體溫度及對應的壓力都将保持不變，同時釋放出一定的冷凝潛熱。在同一溫度（或壓力）下，1kg工質的冷凝潛熱與其汽化潛熱r的量值是相等的。

如圖1-4-1所示，密閉容器中的液體吸熱汽化時，液面上方蒸氣分子的密度将逐漸增大。當單位時間内因汽化逸出液面的分子數與因蒸氣分子作無規則熱運動而回到液體中的分子數相等，這時液體與蒸氣的質量都将不再變化，這氣液兩種集态達到動平衡的狀态，稱為飽和狀态。

處于飽和狀态的蒸氣，稱為飽和蒸氣；處于飽和狀态的液體，稱為飽和液體；未達到飽和狀态的液體，稱為未飽和液體。

在同一飽和狀态下，飽和蒸氣的壓力與飽和液體的壓力是相等的。飽和蒸氣或飽和液體壓力，稱為飽和壓力，用pS和pB表示。

在同一飽和狀态下，飽和蒸氣的溫度和飽和液體的溫度也是相等的。飽和蒸氣或飽和液體的溫度，稱為飽和溫度，用tS和tB表示。

工質的飽和壓力和飽和溫度有着一一對應的關系，并且，飽和溫度随飽和壓力的增大而升高；或者，飽和壓力随飽和溫度的升高而增大。

液體工質隻能在與其壓力相對應的飽和溫度下才能沸騰汽化；同樣，氣态工質也隻能在與其壓力相對應的飽和溫度下才能冷凝液化。

在制冷系統的蒸發器和冷凝器内進行的氣液集态變化過程中，制冷劑的飽和液體與飽和蒸氣通常是同時存在的。這種飽和蒸氣與飽和液體的混和物，稱為濕蒸氣。完全不含飽和液體的飽和蒸氣稱為幹飽和蒸氣，簡稱為幹蒸氣。

濕蒸氣中飽和蒸氣的含量多少，用濕蒸氣的幹度x表示。用mv和mw分别代表濕蒸氣中所含飽和蒸氣與飽和液體的質量，則濕蒸氣的幹度

x= mv /( mv mw)

顯然，0≤x≤1。當x=0，表示完全不含飽和蒸氣的液體，稱為飽和液體；當x=1時，表示完全不含飽和液體的蒸氣，稱為幹蒸氣。

制冷系統的蒸發器中，制冷劑飽和液吸熱逐漸汽化為飽和蒸氣，幹度逐漸增加；而冷凝器中，制冷劑飽和蒸氣放熱逐漸液化為飽和液體，幹度逐漸減少。

氣态工質的溫度越高，要使它液化所需的壓力也就越高。事實表明，對給定工質，當溫度升高到超過某一特定數值後，即使壓力再大也不能從氣态液化變成液态了，而隻能處于氣态。工質這一特定溫度，稱為臨界溫度，用tC表示。與臨界溫度相對應的工質飽和壓力，稱為臨界壓力，用pC表示。顯然，臨界溫度與臨界壓力就分别是工質的最高飽溫度與最高飽和壓力。在工質的狀态參數坐标圖上，與工質的臨界狀态（pC 、tC）對應的狀态點，稱為臨界點，常以C表示。

對于制冷劑，要求它的臨界溫度應遠高于環境溫度。這樣，可使制冷循環不在臨界點附近進行，便于用常溫的空氣和水來冷卻，并能更有效地利用工質的汽化潛熱，提高制冷系統的經濟性。如氟利昂R12：tC=112℃,pC=40.6bar;R22：tC=96℃,pC=49.2bar。它們的臨界溫度都遠高于環境溫度。

蒸氣在某壓力p下的溫度（tp）若高于該壓力所對應的飽和溫度（tp,B）時，這種蒸氣就稱為過熱蒸氣。過熱蒸氣所處的狀态，稱為過熱狀态。

幹飽和蒸氣保持飽和壓力不變，繼續定壓吸熱時，其溫度就會上升，變為過熱蒸氣。過熱蒸氣比同壓力下幹飽和蒸氣溫度高出的值，稱為過熱度，用△tH表示，則

△tH=tp- tp,B （1-4-1）

在壓縮式制冷系統中，常使從蒸地器排出的制冷劑蒸氣稍過熱，然後再被壓縮機吸入壓縮，這樣可以防止壓縮機吸入液态制冷劑，從而避免因壓縮液态制冷劑而造成的液擊沖缸事故。

以R22為例，若制冷劑在蒸發器中沸騰深化汽化時的溫度t0=5℃，壓縮機的吸氣溫度t1=15℃，理論上假定壓縮機的吸氣壓力與制冷劑在蒸發器中沸騰汽化進的壓力是相等的，因此，壓縮機的吸氣狀态處于過熱狀态。由式（1-4-1），壓縮機的吸氣過熱度為△tH=t1- t0=15-5=10℃。

液體在某壓力p下的溫度（tp）下，若低于該壓力所對應的飽和溫度（tp,B）時，這種液體就稱為過冷液體。過冷液體未達到飽和狀态，因而是未飽和液體。過冷液體所處的狀态，稱為過冷狀态，或稱未飽和狀态。

飽和液體保持飽和壓力不變，繼續定壓放熱冷卻時，其溫度就會下降，變為過冷液體。過冷液體比同壓力下飽和液體溫度所低的值，稱為過冷度，用△tC表示，則

△tC=tp,B-tp （1-4-2）

在壓縮式制冷系統中，若使從冷凝器得到的制冷劑飽和液過冷，可不增加消耗壓縮功而提高單位質量制冷量，從而提高制冷系統的經濟性。

以R12和R22作制冷劑時，若制冷劑在冷凝器中冷凝液化時的溫度tk=40℃，過冷溫度tG=35℃，則制冷劑液體在進入節流裝置前的過冷度，由式（4-2）：△tC=tk-tG=40-35=5℃。

對制冷系統進行熱力計算，用得最多的是制冷劑的壓焓圖。壓焓圖是根據由實驗測定和分析計算得到的有關數據和規律而繪制的工質熱力特性圖。下面介紹制冷劑壓焓圖的組成。

如圖1-4-2，制冷劑壓焓圖以焓（h）為橫坐标，壓力（p或lgp）為縱坐标制成，圖上用不同的線簇将工質在不同狀态下的溫度、比容、熵及蒸氣的幹度同時表示出來。

1．飽和液線與幹蒸氣線将圖面分為三個區：過冷液區、濕蒸氣區或飽和區、過熱蒸氣區。

2．在壓焓圖上，代表各參數的等值線的分布情況如下：

①等壓線為水平線簇；等焓線為豎直線簇。

②等幹度線為介于x=0的飽和液線與X=1的幹蒸氣線之間的較陡曲線簇，所有的等幹度線都相交于臨界點C。

③等溫線在過冷液區為豎直線簇；在濕蒸氣區内為與等壓線重合的水平線簇；在過熱蒸氣區内為略向右凸近似豎直的曲線簇。即同一條等溫線為一折線，自左向右由過冷液區、濕蒸氣區到過熱蒸氣區，經曆了豎直——水平——近似豎直的轉折變化。因為無論制冷劑是沸騰汽化，還是冷凝液化，都是既定溫又定壓的過程，并且飽和溫度與飽和壓力有一一對應的關系，所以在濕蒸氣區内定溫線與定壓線重合。

④等比容線為自左下向右上延伸的、陡度較小的曲線簇。

⑤等熵線為自左下向右上延伸的、陡度很大的曲線簇。

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