Холодильные циклы, обратные круговые термодинамические процессы, в результате которых теплота переходит от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой за счёт затраты работы. Холодильные циклы используются в холодильных машинах, холодильно-газовых машинах. Практически наиболее широко применяются Холодильные циклы, основанные на испарении жидкости, использовании Джоуля — Томсона эффекта, расширении рабочего тела в детандере. С помощью этих Холодильные циклы можно получать низкие температуры, вплоть до ~ 0,3 К. Одним из наиболее энергетически выгодных (см. Холодильный коэффициент) является обратный Карно цикл. К нему приближается цикл идеальной парокомпрессионной холодильной машины, представленный на рис. Цикл состоит из двух адиабатических процессов (1—2, 3—4) и двух изотермических процессов (4—1, 2—3). В этом цикле в испарителе холодильной машины происходит кипение хладагента (линия 4—1) при температуре T_oи давлении p_k за счёт теплоты охлаждаемой среды. Испарившийся хладагент отсасывается компрессором, адиабатически (энтропия S-const) сжимается в нём до давления p_k и температуры T_k (линия 1—2) и подаётся в конденсатор, где происходит его конденсация (линия 2—3) при неизменных давлении и температуре. Отвод теплоты конденсации осуществляется охлаждающей жидкостью или воздухом. Полученный жидкий хладагент возвращается в испаритель через расширительный цилиндр — детандер, в котором происходит адиабатическое понижение давления и температуры (линия 3—4) до исходных значений (p₀ и T₀). Процесс сопровождается частичным испарением хладагента. В реальной парокомпрессионной холодильной машине, в отличие от идеальной, Холодильные циклы идёт с перегревом паров при сжатии в компрессоре, кроме того, вместо детандера здесь имеется регулирующий вентиль, и поэтому процесс расширения хладагента не адиабатический, а изоэнтальпийный. Всё это приводит к снижению значения холодильного коэффициента. Для повышения энергетической эффективности в реальных холодильных машинах применяются усложнённые Холодильные циклы В области умеренных температур охлаждения при одноступенчатом сжатии хладагента используют циклы с регенеративным теплообменом. Для достижения температур ниже —30 °С в парокомпрессионных холодильных машинах обычно применяют многоступенчатые, каскадные и др. Холодильные циклы Холод получают также с помощью Холодильные циклы, в которых в процессе их осуществления не происходит фазовых превращений (испарение, конденсация) хладагента. В воздушно-расширительных холодильных машинах используется Холодильные циклы, состоящий из двух адиабат и двух изобар. В этом цикле хладагент (воздух) засасывается из охлаждаемого помещения компрессором, адиабатически сжимается в нём и далее, пройдя охладитель, адиабатически расширяется в детандере и с температурой —70 °С и ниже поступает в охлаждаемое помещение, после чего цикл повторяется. Энергетически более выгодным является регенеративный Холодильные циклы, состоящий из двух изотермических и двух изохорных процессов (обратный цикл Стирлинга); используется в холодильно-газовых машинах типа «Филипс» и позволяет получать криогенные температуры.

Холодильный цикл идеальной парокомпрессионной машины: r — давление; i — энтальпия.

 

  Лит.: Справочник по физико-техническим основам криогеники, 2 изд., М., 1973.

  В. А. Гоголин.