Получение искусственного холода с помощью холодильных машин основано на втором законе термодинамики, согласно которому передача тепла от менее нагретого к более нагретому телу (от холодного к горячему источнику) возможна только при затрате внешней работы.Внешняя работа затрачивается в холодильных машинах на осуществление обратного кругового термодинамического цикла, обеспечивающего перенос тепла от охлаждаемого объекта к более теплой окружающей среде или более нагретому телу. Обратные круговые термодинамические циклы осуществляются в холодильных машинах с помощью рабочих тел, которые называют холодильными агентами. Холодильный агент, циркулирующий в холодильной машине, вступая в тепловой контакт с охлаждаемым объектом отводит от него тепло в процессе теплообмена. Для того, чтобы холодильный агент смог передать полученное тепло более теплой окружающей среде (или более нагретому телу), его температура
должна быть повышена за счет подвода к нему внешней энергии, обычно в процессе его сжатия. Вступая в тепловой контакт с окружающей средой холодильный агент передает ей не только тепло, отведенное от охлаждаемого тела, но и тепло полученное в результате подвода внешней энергии. Затем температура холодильного агента понижается в процессе его расширения или дросселирования, и он возвращается в исходное состояние. Таким образом, холодильный агент совершает замкнутый круговой термодинамический цикл, взаимосвязанную совокупность последовательных процессов, периодически изменяя свое агрегатное состояние и возвращаясь в первоначальное положение.
В тепловых насосах и в теплофикационных холодильных машинах также осуществляются обратные круговые термодинамические циклы.
Холодильные машины, тепловые насосы и теплофикационные холодильные машины аналогичны по принципу действия и устройству и различаются по назначению и температурным границам осуществляемых в них обратных циклов.
Назначение холодильных машин – производство искусственного холода, т. е. отвод тепла от охлаждаемых объектов и передача его в окружающую среду.
Назначение тепловых насосов – производство тепла или отвод тепла от окружающей среды и передача его к нагреваемым
объектам (телам с более высокой температурой). При помощи тепловых насосов можно отапливать помещения, получать горячую воду для бытовых нужд.
Назначение теплофикационных холодильных машин – одновременное производство холода и тепла. Эти машины совмещают функции холодильных машин и тепловых насосов, т. е. отводят тепло от охлаждаемых объектов и передают его нагреваемым объектам.
