制冷的基本原理是利用某种工质的状态变化，从低温热源吸取一定的热量Q0，通过消耗功W的补偿过程，向较高温度的热源放出热量Qk。在这一过程中，由能量守恒得：Qk=Q0+W。
单级压缩蒸气制冷循环如图3-4所示。
图3-4 单级压缩蒸气制冷循环图
单级压缩蒸气制冷机由以下几个基本组成部分：压缩机、冷凝器、节流机构（毛细管、膨胀阀、供液球阀等）、蒸发器。
压缩机是保证制冷的动力，利用压缩机增加系统内制冷剂的压力，使制冷剂在制冷系统内循环，达到制冷目的。压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体，压缩成高温高压气体送入冷凝器；高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体；当常温高压液体流入节流机构，经节流成低温低压的湿蒸气，流入蒸发器，从周围物体吸热，经过风系统使空调房间温度冷却下来，蒸发后的制冷剂回到压缩机中，又重复下一个制冷循环，从而实现制冷目的。
从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧；如忽略压力损失可视为冷凝温度下制冷剂的饱和压力；高压侧的特点是制冷剂向周围环境放热冷凝为液体，制冷剂流出冷凝器时，温度降低变为过冷液体。从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧，压力等于蒸发器内蒸发温度的饱和压力，制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态，在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为气态制冷剂。到了蒸发器的出口，制冷剂的温度回升为过热气体状态。过冷液态制冷剂通过膨胀阀时，由于节流作用，由高压降低到低压（但不消耗功、外界没有热交换）；同时有少部分液态制冷剂汽化，温度随之降低，这种低压低温制冷剂进入蒸发器后蒸发（汽化）吸热。低温低压的气态制冷剂被吸入压缩机，并通过压缩机进入下一个制冷循环。
1）压缩机
压缩机的作用是将蒸发器中的低温低压制冷剂蒸气吸入，压缩到高温高压的过热蒸气，排到冷凝器。常用的压缩机有活塞式、转子式、涡旋式、螺杆式和离心式等。如图3-5所示为西安地铁二号线使用的螺杆式压缩机。
图3-5 制冷压缩机分类图(www.xing528.com)
2）蒸发器
蒸发器是输出热量的设备，蒸发器吸收的热量加上压缩机消耗的功转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，蒸发器有满液式蒸发器和干式蒸发器两种。如图3-6所示为西安地铁二号线所使用的是满液式蒸发器，下面对满液式蒸发器进行分析。
满液式蒸发器是指液体制冷剂经过节流装置后进入蒸发器，蒸发器内液位保持一定，换热管浸没在液体制冷剂中。吸热蒸发后的气液混合物中仍有大量液体，故满液式蒸发器出气口都加有挡液板，减少吸气中的液体。满液式蒸发器的主要特点是表面被液体湿润，故表面传热系数高，K值大，制冷剂侧阻力小，对于润滑油与制冷剂互溶的情况下，较难回油，由于壳体内充满制冷剂，制冷剂充足。
图3-6 蒸发器
3）冷凝器
冷凝器是指将来自压缩机的高温高压用制冷剂蒸气冷凝成过冷的液体的制冷设备。在冷凝过程中，制冷剂蒸气放出热量，用水或空气来冷却，比如西安地铁采用的为卧式壳管式水冷冷凝器。卧式壳管式水冷冷凝器由筒体、管板、冷凝管、端盖等组成。其主要优点是：结构紧凑、传热系数高、冷却水消耗量少、操作管理方便。
4）节流机构
节流机构是指对制冷剂起节流降压作用并调节进入蒸发器的制冷剂流量。节流机构种类较多，有热力膨胀阀、球阀、毛细管。如图3-7所示为球阀节流装置图，由图可知机组采用球阀节流，通过液位传感器和调制马达的协同动作，有调制马达驱动球阀转动达到调节供液的装置。
图3-7 球阀节流装置图
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