逆卡诺循环原理动画演示（理想制冷循环——逆卡诺循环）

我们进行任何投资时都要考虑回报的问题，也就是说只有当回报大于投资的时候才有兴趣去做。在制冷系统中，同样为得到“回报”---制冷量也必须要进行相应的“投资”---能量消耗。所以我们就用制冷系数ε来衡量制冷循环经济性。所谓制冷系数，就是每kg制冷剂从被冷却物体吸收的热量qo（单位质量制冷量）与相同时间内每kg制冷剂循环所所消耗的功wo（单位理论功）的比值，即：ε=qo/wo

ε值可大于、小于或等于1，在通常的普冷工作条件下，ε值是大于1的。

它表示了制冷机制冷量是消耗功率的倍数。如果制冷系数ε=2，既是说每消耗1KW的能量，就可以获得2KW的制冷量。

蒸汽压缩式制冷系统工作时，从被冷却物体中吸取热量，而向环境介质放热，同时向制冷机加入功量。如果我们先不考虑制冷机如何工作，而只讨论制冷机对外界的影响，那么可以把制冷机看成是一个“黑盒子”。设制冷机从温度为T1的低温物体吸热Q1，向高温物体T2放出热量Q2，同时向制冷机输入功量W。

据热力学第一定律可得：Q1+W=Q2。

根据热力学第二定律，热量由低温传递到高温，功不能为零，即： Δs=Q2/T2-Q1/T1≥0

整理后得：Q1/W=T1/(T2-T1)

即ε= T1/(T2-T1)。

也就是说制冷机有最大制冷系数：εmax= T1/(T2-T1)。

为了提高制冷效率，人们需要对制冷循环进行热工分析。经过大量研究，人们发现，蒸汽压缩式制冷的理想循环是逆卡诺循环。

逆卡诺循环具有最大的制冷系数：εmax=εc= T1/(T2-T1)

式中 εc----逆卡诺循环制冷系数；

T1----低温热源温度 k；

T2----高温热源温度 k

逆卡诺循环是理想制冷循环，实际制冷循环的制冷系数无法达到逆卡诺循环制冷系数，而且逆卡诺循环工作过程在实际中也无法实现。逆卡诺循环只是一种热力学模型。所以实际循环制冷系数总是小于逆卡诺循环制冷系数。通常将工作于相同高温热源和低温热源的实际制冷系数ε与逆卡诺循环的制冷系数εc之比称为该制冷循环的热力完善度β。

即：β=ε/εc