雙級(jí)壓縮,與復(fù)疊式制冷循環(huán)

第三章雙級(jí)壓縮與復(fù)疊式制冷循環(huán)基本要求：1．采用雙級(jí)和復(fù)疊式蒸氣壓縮制冷循環(huán)的原因。2．一次節(jié)流、中間完全冷卻和中間不完全冷卻的系統(tǒng)圖、壓焓圖、熱力計(jì)算方法。(中間壓力的確定方法，中間冷卻器的工作原理溫度變動(dòng)時(shí)制冷機(jī)的特性)3．復(fù)疊式蒸氣壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)圖、壓焓圖及特點(diǎn)。(了解復(fù)疊式制冷機(jī)啟動(dòng)時(shí)的注意事項(xiàng)，膨脹容器的工作原理)3.1概述

一、單級(jí)蒸氣壓縮局限性：冷凝壓力?tk?環(huán)境溫度、冷卻介質(zhì)溫度蒸發(fā)壓力?t0?用戶要求（制冷系統(tǒng)的用途）在單級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中，當(dāng)制冷劑選定后，其冷凝壓力，蒸發(fā)壓力由冷凝溫度和蒸發(fā)溫度決定。冷凝溫度受環(huán)境介質(zhì)(水或空氣)溫度的限制，蒸發(fā)溫度由制冷裝置的用途確定的。在常溫冷卻條件下能夠獲得低溫程度是有限的，即制冷溫差是有限的。（教材Ｐ９３表３－１）為什么？當(dāng)冷凝溫度升高或蒸發(fā)溫度降低時(shí)，壓縮機(jī)的壓力比增大，排氣溫度上升，用戶要求蒸發(fā)溫度↘→蒸發(fā)壓力↘→壓力比（pk/p0）↗壓縮機(jī)輸氣系數(shù)下降；pk/p0增大導(dǎo)致→壓縮機(jī)排氣溫度升高，潤(rùn)滑條件變壞；

耗功增加，制冷量下降，制冷系數(shù)降低。蒸發(fā)溫度降低對(duì)單級(jí)制冷循環(huán)的影響：1．節(jié)流損失增加，制冷系數(shù)下降。2．壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的壓力比增大，容積效率下降。由于壓縮機(jī)余隙容積的存在，壓力比提高到一定數(shù)值后，壓縮機(jī)的容積系數(shù)變?yōu)榱?，壓縮機(jī)不再吸氣，制冷機(jī)雖然在不斷運(yùn)行，制冷量卻變?yōu)榱?。補(bǔ)充：余隙容積的影響

實(shí)際的活塞式壓氣機(jī)中，當(dāng)活塞處于左止點(diǎn)時(shí)，活塞頂面與缸蓋之間必須留有一定的空隙，稱為余隙容積。圖具有余隙容積的壓氣機(jī)理論示功圖，圖中容積V3就是余隙容積。

由于余隙容積的存在，活塞就不可能將高壓氣體全部排出，排氣終了時(shí)仍有一部分高壓氣體殘留在余隙容積內(nèi)。因此，活塞在下一個(gè)吸氣行程中，必須等待余隙容積中殘留的高壓氣體膨脹到進(jìn)氣壓力p1（即點(diǎn)4）時(shí)，才能從外界吸入氣體。余隙容積一、余隙容積二、余隙容積的影響

生產(chǎn)量：有效吸氣容積：容積效率：

余隙容積百分比Vc/Vh和多變指數(shù)n一定時(shí)，增壓比越大，則容積效率越低，當(dāng)增加到一定值時(shí)容積效率零。增壓比一定時(shí)余隙容積百分比越大，容積效率越低。3．壓縮機(jī)的排氣溫度上升。

單級(jí)壓縮的最低蒸發(fā)溫度不僅受到容積系數(shù)為零的限制，隨著壓力比的增大，除了引起制冷量下降，功耗增加、制冷系數(shù)下降、經(jīng)濟(jì)性降低外，排氣溫度的限制也是選擇壓縮機(jī)級(jí)數(shù)的另一個(gè)重要原因。排氣溫度過高，它將使?jié)櫥妥兿。瑵?rùn)滑條件惡化，當(dāng)排氣溫度與潤(rùn)滑油的閃點(diǎn)接近時(shí)，會(huì)使?jié)櫥吞蓟?，以致在閥片上產(chǎn)生結(jié)碳現(xiàn)象,甚至出現(xiàn)拉缸等現(xiàn)象。當(dāng)冷凝溫度為40℃，蒸發(fā)溫度為-30℃時(shí)，單級(jí)氨壓縮機(jī)即使在等熵壓縮的情況下，排氣溫度已高達(dá)160℃，顯然它已超過了規(guī)的最高排氣溫度為150℃的限制。采用兩級(jí)壓縮的原因

１.壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)λ大大降低，且當(dāng)壓縮比≥20時(shí)，λ＝0。

２.壓縮機(jī)的單位制冷量和單位容積制冷量都大為降低。

３.壓縮機(jī)的功耗增加，制冷系數(shù)下降。

４.必須采用高著火點(diǎn)、高粘度的潤(rùn)滑油，因?yàn)闈?rùn)滑油的粘度隨溫度升高而降低。

５.被高溫過熱蒸氣帶出的潤(rùn)滑油增多，增加了分油器的負(fù)荷，且降低了冷凝器的傳熱性能。

總上所述，當(dāng)壓縮比過高時(shí)，采用單級(jí)壓縮循環(huán)，不僅是不經(jīng)濟(jì)的，而且甚至是不可能的。二、單級(jí)蒸氣壓縮條件：

采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)并非在任何情況下都是有利的。為獲取低溫而采用兩級(jí)壓縮：①單級(jí)壓縮蒸氣制冷循環(huán)壓比；活塞式制冷壓縮機(jī)，對(duì)于氨制冷劑，因絕熱指數(shù)較大，排氣溫度較高，因此氨單級(jí)壓縮的壓力比一般不希望超過8；氟里昂制冷劑的絕熱指數(shù)相對(duì)較小，但從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，它們的單級(jí)壓縮的壓力比一般也不希望超過10。

離心式制冷壓縮機(jī)壓力比不希望超過4。

單級(jí)壓縮的最低蒸發(fā)溫度℃

單級(jí)壓縮循環(huán)所能達(dá)到的最低制冷溫度是有限的。通常，最低只能達(dá)到-40℃左右。在這一條件下，不同冷凝溫度時(shí)單級(jí)壓縮所能達(dá)到的最低蒸發(fā)溫度如下表所示。為獲取低溫而采用兩級(jí)壓縮：②制冷劑熱物理特性的限制。一般獲?。?0℃以下的低溫，采用中溫制冷劑的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)，R717不低于－60℃Freon不低于－80℃

所以，為了獲得比較低的溫度（－40～－80℃），同時(shí)又能使壓縮機(jī)的工作壓力控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，就要采用多級(jí)壓縮循環(huán)。制冷劑節(jié)流損失增加，單位質(zhì)量制冷量及單位容積制冷量下降過大，經(jīng)濟(jì)性下降。三、雙級(jí)壓縮的特點(diǎn)循環(huán)過程兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)，是指來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣要經(jīng)過低壓與高壓壓縮機(jī)(或氣缸)兩次壓縮后，才進(jìn)入冷凝器。它與單級(jí)壓縮制冷循環(huán)流程的主要區(qū)別是大部分制冷劑必須在高、低壓級(jí)兩只氣缸中進(jìn)行壓縮，一般還增設(shè)了中間冷卻器和膨脹閥。當(dāng)蒸發(fā)溫度較低時(shí)，采用雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)可達(dá)到以下目的：降低壓力比，避免和減少高壓力比帶來的損失如降低壓縮機(jī)的排氣溫度，提高實(shí)際輸氣量，制冷機(jī)運(yùn)行的平衡性提高等。兩級(jí)壓縮中間冷卻分析有一個(gè)最佳增壓比

省功

多級(jí)壓縮和級(jí)間冷卻

省功（減少壓縮過程的多變指數(shù)）避免單級(jí)壓縮因增壓比太高而影響容積效率工程上常需要高壓氣體，當(dāng)氣體的壓力比p2/p1較高時(shí)，若仍采用單級(jí)壓縮，將使氣體的終溫過高而造成潤(rùn)滑油失效及其它安全問題，并使耗功過大。同時(shí)，實(shí)際機(jī)器的容積效率也要隨之降低。而采用多級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻的工藝是獲得較高壓力的壓縮氣體一種較好的手段。

為什么要采用多級(jí)壓縮及級(jí)間冷卻的工藝？

當(dāng)要求的制冷溫差使循環(huán)的壓力比超過單級(jí)壓力比的限制時(shí)，一種解決辦法是采用分級(jí)壓縮，中間冷卻，就是分兩極或多級(jí)達(dá)到循環(huán)所要求的總壓力比，并且在低壓級(jí)完成壓縮后，現(xiàn)將其排氣冷卻降溫后再到高壓級(jí)繼續(xù)壓縮，從而每一級(jí)的壓力比和排氣溫度均不超限。

由于考慮到超過兩級(jí)后系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性及其他許多因素，故兩級(jí)以上的循環(huán)在實(shí)際中很少使用，通常采用兩級(jí)壓縮循環(huán)，所以只討論兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)。第二節(jié)雙級(jí)壓縮式制冷循環(huán)

兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，制冷劑的壓縮過程分兩個(gè)階段進(jìn)行，即將來自蒸發(fā)器的低壓制冷劑蒸氣（壓力為p0

）先進(jìn)入低壓壓縮機(jī)，在其中壓縮到中間壓力pm

，經(jīng)過中間冷卻后再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，將其壓縮到冷凝壓力pk

，排入冷凝器中。這樣，可使各級(jí)壓力比適中，由于經(jīng)過中間冷卻，又可使壓縮機(jī)的耗功減少，可靠性、經(jīng)濟(jì)性均有所提高。

低壓級(jí)壓縮高壓級(jí)壓縮蒸發(fā)壓力——————→中間壓力——————→冷凝壓力一、基本形式和選擇方法采用哪一種型式有利則與制冷劑種類、制冷劑容量及其它條件有關(guān)。常用的組成型式有：壓縮

單機(jī)雙級(jí)：一臺(tái)壓縮機(jī)，氣缸一部分為高壓級(jí)，一部分為低壓級(jí)。

雙機(jī)雙級(jí)：兩臺(tái)壓縮機(jī)，分別為高壓級(jí)和低壓級(jí)。節(jié)流

一級(jí)節(jié)流：供液的制冷劑液體直接由冷凝壓力節(jié)流至蒸發(fā)壓力；

二級(jí)節(jié)流：經(jīng)一個(gè)閥節(jié)流至中間壓力，再經(jīng)另一個(gè)節(jié)流至蒸發(fā)壓力。冷卻

中間完全冷卻：將低壓級(jí)的排氣，冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。

中間不完全冷卻：未將排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。

兩級(jí)壓縮的型式P94配組式雙級(jí)系統(tǒng)，單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)可以是由兩臺(tái)壓縮機(jī)組成的雙機(jī)（其中一臺(tái)為低壓級(jí)壓縮機(jī)，另一臺(tái)為高壓級(jí)壓縮機(jī)）兩級(jí)系統(tǒng)，也可以是由一臺(tái)壓縮機(jī)組成的單機(jī)兩級(jí)系統(tǒng)，其中一個(gè)或兩個(gè)汽缸作為高壓缸，其余幾個(gè)汽缸作為低壓缸，其高、低壓汽缸數(shù)量比一般為1:3或1:2。兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)按中間冷卻方式可分為中間完全冷卻循環(huán)與中間不完全冷卻循環(huán)；所謂中間完全冷卻是指將低壓級(jí)的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。如果低壓級(jí)排氣雖經(jīng)冷卻，但并未冷到飽和蒸氣狀態(tài)時(shí)稱為中間不完全冷卻。采用哪一種中間冷卻方式，由選用制冷劑的種類來決定。通常兩級(jí)壓縮氨制冷系統(tǒng)采用中間完全冷卻，而兩級(jí)壓縮氟利昂制冷系統(tǒng)，則常采用中間不完全冷卻。按節(jié)流方式又可分為一級(jí)節(jié)流循環(huán)與兩級(jí)節(jié)流循環(huán)。如果將高壓液體先從冷凝壓力Pk

節(jié)流到中間壓力Pm

，然后再由Pm

節(jié)流降壓至蒸發(fā)壓力P0

，稱為兩級(jí)節(jié)流循環(huán)。如果制冷劑液體由冷凝壓力Pk

直接節(jié)流至蒸發(fā)壓力P0

，則稱為一級(jí)節(jié)流循環(huán)。一級(jí)節(jié)流循環(huán)雖經(jīng)濟(jì)性較兩級(jí)節(jié)流稍差，但它利用節(jié)流前本身的壓力可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離供液或高層供液，故被廣泛采用。

一次節(jié)流二次節(jié)流對(duì)比經(jīng)濟(jì)性方面設(shè)備控制方面

1.一級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)（常用有代表性）

2.一級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)（常用有代表性）

3.兩級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)

4.兩級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)

5.兩級(jí)節(jié)流中間完全不冷卻兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)

二、一級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮循環(huán)1、循環(huán)過程

從循環(huán)的工作過程可以看出，與單級(jí)壓縮制冷循環(huán)比較，它不僅增加了一臺(tái)壓縮機(jī)，而且還增加了中間冷卻器和一只節(jié)流閥，且高壓級(jí)的制冷劑流量因加上了在中間冷卻器內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣而大于低壓級(jí)的制冷劑流量。在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的壓力為po的低壓蒸氣首選被低壓壓縮機(jī)A吸入并壓縮到中間壓力pm，進(jìn)入中間冷卻器F，在其中被液體制冷劑的蒸發(fā)冷卻到與中間壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度，再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)B進(jìn)一步壓縮到冷凝壓力pk，然后進(jìn)入冷凝器C被冷凝成液體。由冷凝器出來的液體分為兩路：一路流經(jīng)中間冷卻器內(nèi)盤管，在管內(nèi)被盤管外的液體的蒸發(fā)而得到冷卻（過冷），再經(jīng)節(jié)流閥H節(jié)流到蒸發(fā)壓力p0，在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，制取冷量；另一路經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流到中間壓力pm，進(jìn)入中間冷卻器，節(jié)流后的液體在中間冷卻器F內(nèi)蒸發(fā)，冷卻低壓壓縮機(jī)的排氣和盤管內(nèi)的高壓液體，節(jié)流后產(chǎn)生的部分蒸氣和液體蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸氣隨同低壓壓縮機(jī)的排氣一同進(jìn)入高壓壓縮機(jī)B中，壓縮到冷凝壓力后排入冷凝器C。循環(huán)就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行。進(jìn)入蒸發(fā)器的這一部分高壓液體在節(jié)流前先在盤管內(nèi)進(jìn)一步冷卻，可以使節(jié)流過程產(chǎn)生的無效蒸氣量（即干度）減少，從而使單位制冷量增大。上述兩級(jí)壓縮循環(huán)的工作過程可用壓－焓圖表示，如圖1b所示。圖中用來表示各主要狀態(tài)點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)與圖1a是對(duì)應(yīng)的。圖中1-2表示低壓壓縮機(jī)的壓縮過程，2-3表示低壓壓縮機(jī)的排氣在中間冷卻器內(nèi)的冷卻過程，3-4表示高壓壓縮機(jī)內(nèi)的壓縮過程，4-5表示在冷凝器內(nèi)的冷卻、冷凝和過冷過程（也可以沒有過冷），此后液體分為兩路：5-6表示進(jìn)入中間冷卻器的一路在節(jié)流閥G中的節(jié)流過程，6-3表示節(jié)流后液體在中間冷卻器內(nèi)的蒸發(fā)過程，5-7表示進(jìn)入蒸發(fā)器的一路在中間冷卻器盤管內(nèi)的進(jìn)一步過冷過程，7-8表示它在節(jié)流閥H中的節(jié)流過程，8-1表示它在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷的過程。2、性能指標(biāo)P96由于盤管內(nèi)具有端部傳熱溫差，高壓液體在其中不可能被冷卻到中間溫度tm，一般大約比tm高3~5℃。和單級(jí)壓縮制冷循環(huán)一樣，利用工作過程的圖可以對(duì)兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)進(jìn)行循環(huán)的熱力計(jì)算。1、在兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)中制取冷量的是低壓部分的蒸發(fā)過程8-1，其單位制冷量是2、低壓壓縮機(jī)每壓縮1kg蒸氣所消耗的理論功是3、設(shè)制冷機(jī)的制冷量Q0，則低壓壓縮機(jī)的流量是4、低壓壓縮機(jī)每壓縮1kg蒸氣所消耗的理論功5、為了在低溫下制得冷量Q0

，除了低壓壓縮機(jī)消耗能量外，高壓壓縮機(jī)也要消耗一定的能量。高壓壓縮機(jī)消耗的單位理論功是高壓壓縮機(jī)的制冷劑流量qmg大于低壓壓縮機(jī)的制冷劑流量qmd

，它可以根據(jù)中間冷卻器的熱平衡關(guān)系計(jì)算出來。由圖可知：6、冷凝器熱負(fù)荷以上計(jì)算方法適用于設(shè)計(jì)或選擇壓縮機(jī)時(shí)的計(jì)算，我們可根據(jù)計(jì)算出來的qmG

和qmD

去設(shè)計(jì)或選配合適的壓縮機(jī)，根據(jù)Qo和Qk

去設(shè)計(jì)或選配蒸發(fā)器和冷凝器。對(duì)于已有的兩級(jí)制冷機(jī)，我們可根據(jù)它的qmG

和qmD

數(shù)值計(jì)算出它的制冷量Q0

，即

圖3兩級(jí)壓縮氨制冷機(jī)的實(shí)際系統(tǒng)圖

A－低壓壓縮機(jī)；B－高壓壓縮機(jī)；C－油分離器；D－單向閥；E－冷凝器；F－貯液器；G－過冷器；

H－中間冷卻器；I－浮子調(diào)節(jié)閥；J－調(diào)節(jié)站；K－氣液分離器；L－室內(nèi)冷卻排管（蒸發(fā)器）3、實(shí)際應(yīng)用舉例圖3示出兩級(jí)壓縮氨制冷機(jī)在冷庫裝置中的實(shí)際系統(tǒng)圖。圖中除畫出了完成工作循環(huán)所必需的基本設(shè)備外，還包括一些輔助設(shè)備和控制閥門。高壓壓縮機(jī)排出的氣體進(jìn)入冷凝器前先經(jīng)過氨油分離器，將其中夾帶的油滴分離出來，以免進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器中而影響傳熱。在油分離出口管路上裝有一個(gè)單向閥，它的作用是當(dāng)機(jī)器一旦突然停車時(shí)防止高壓蒸氣倒流入壓縮機(jī)中。冷凝器冷凝下來的氨液流入貯液器，它的作用是用來保證根據(jù)蒸發(fā)器熱負(fù)荷的需要供給足夠的液氨以及減少向系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充液氨的次數(shù)。中間冷卻器用浮子調(diào)節(jié)閥供液，以便自動(dòng)控制中間冷卻器中的液位。用來制冷的氨液是經(jīng)過調(diào)節(jié)站分配給各個(gè)庫房中的蒸發(fā)器，在調(diào)節(jié)站管路上一般都裝有節(jié)流閥。氣液分離器的作用是一方面將從蒸發(fā)器出來的低壓蒸氣中夾帶的液滴分離出去，以防止氨液進(jìn)入壓縮機(jī)中而形成濕壓縮，另一方面又可使節(jié)流后產(chǎn)生的部分蒸氣不進(jìn)入蒸發(fā)器，使蒸發(fā)器的面積可得到更為合理的利用。一個(gè)氣液分離器可以與幾個(gè)蒸發(fā)器相連，這樣它還起著分配液體和匯集蒸氣的作用。三、一級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮循環(huán)1、循環(huán)過程圖4示出一級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮循環(huán)的系統(tǒng)原理圖及相應(yīng)的圖。它的工作過程與一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)的主要區(qū)別中于低壓壓縮機(jī)的排氣不進(jìn)入中間冷卻器，而是中間冷卻器中產(chǎn)生的飽和蒸氣在管路中混合后進(jìn)入高壓壓縮機(jī)。因此，高壓壓縮機(jī)吸入的是中間壓力下的過熱蒸氣。圖4b示出這種循環(huán)的圖。圖中各狀態(tài)點(diǎn)均與圖4a相對(duì)應(yīng)。點(diǎn)3表示在管路中混合后的狀態(tài)，也就是高壓壓縮機(jī)吸氣狀態(tài)。2、性能指標(biāo)一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)的熱力計(jì)算與一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)的計(jì)算基本上是一樣的，其區(qū)別僅因?yàn)橹虚g冷卻的方式不同而引起計(jì)算高壓級(jí)流量式不同而已，同時(shí)高壓壓縮機(jī)吸入的是過熱蒸氣，其狀態(tài)參數(shù)要通過計(jì)算求得。高壓壓縮機(jī)的制冷劑流量仍可由中間冷卻器的熱平衡關(guān)系求得。中間冷卻器的熱平衡圖見圖6。而點(diǎn)3狀態(tài)的蒸氣比焓可由圖6所示的兩部分蒸氣混合過程的熱平衡關(guān)系式求得：中冷器出氣狀態(tài),中冷器出氣與低壓機(jī)排氣混合后,高壓機(jī)吸氣狀態(tài)

實(shí)際情況

P99中冷器出氣狀態(tài)---濕飽和蒸氣中冷器結(jié)構(gòu)——臥式高壓機(jī)吸氣狀態(tài),15℃、Pm過熱蒸氣圖7SD2-4F10A兩級(jí)壓縮氟里昂制冷系統(tǒng)圖

A－低壓壓縮機(jī)；B－高壓壓縮機(jī)；C１、C２－油分離器；D－冷凝器；E－過濾干燥器；F－中間冷卻器；G－蒸發(fā)器；H－回?zé)崞?；I１、I２－熱力膨脹機(jī)；J１、J２－電磁閥3、實(shí)際應(yīng)用舉例圖7示出的SD2-4F10A型兩級(jí)壓縮氟里昂制冷機(jī)系統(tǒng)就是按圖4-4a所示的一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)所設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)中增設(shè)了氣－液熱交換器，這樣不但可使高壓液體的溫度進(jìn)一步降低，使單位制冷量增大，而更為主要的是為了提高低壓壓縮機(jī)的吸氣溫度，以改善壓縮機(jī)的潤(rùn)滑條件，并避免氣缸外表面結(jié)霜等。系統(tǒng)中還采用了自動(dòng)回油的油分離器裝置、熱力膨脹閥型式的供液量調(diào)節(jié)以及為了使當(dāng)壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)切斷供液管路的電磁閥等。小結(jié)壓縮比？原因：更低t0→合適壓力比→安全節(jié)能（輸氣系數(shù)排氣溫度）雙級(jí)循環(huán)的基本型式？（壓縮、節(jié)流、中間冷卻）最常用？一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻與一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻的區(qū)別：①一級(jí)節(jié)流中間完全冷卻的壓縮過程：從蒸發(fā)器來的制冷劑在低壓級(jí)壓縮機(jī)中壓縮至中間壓力pm，排入到中間冷卻器中，被其中的液體制冷劑冷卻成中間壓力pm下的飽和蒸氣，再進(jìn)入高壓級(jí)壓縮機(jī)中被壓縮到冷凝壓力pk。

②一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻的壓縮過程：低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣不是直接進(jìn)入中間冷卻器冷卻，而是和中間冷卻器出來的中溫制冷劑蒸汽在管道中混合被冷卻，然后進(jìn)入高級(jí)壓縮機(jī)壓縮。

③一級(jí)節(jié)流中間不完全冷卻的制冷系統(tǒng)中一般設(shè)有回?zé)崞?，保證低壓級(jí)壓縮機(jī)的過熱度。因此供液的制冷劑液體兩次過冷。雙級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的比較分析P104（1）中間不完全冷卻循環(huán)的制冷系數(shù)要比中間完全冷卻循環(huán)的制冷系數(shù)小（2）在相同的冷卻條件下，一級(jí)節(jié)流循環(huán)要比二級(jí)節(jié)流循環(huán)的制冷系數(shù)小1）一級(jí)節(jié)流可依靠高壓制冷劑本身的壓力供液到較遠(yuǎn)的用冷場(chǎng)所，適用于大型制冷裝置。2）盤管中的高壓制冷劑液體不與中間冷卻器中的制冷劑相接觸，減少了潤(rùn)滑油進(jìn)入蒸發(fā)器的機(jī)會(huì)，可提高熱交換設(shè)備的換熱效果。3）蒸發(fā)器和中間冷卻器分別供液，便于操作控制，有利于制冷系統(tǒng)的安全運(yùn)行經(jīng)濟(jì)器是個(gè)換熱器，通過制冷劑自身節(jié)流蒸發(fā)吸收熱量從而使另一部分制冷劑得到過冷。

經(jīng)濟(jì)器很多時(shí)候用于二次進(jìn)氣螺桿壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)中，在蒸發(fā)溫度比較低（-25℃以下）的工況下，普通單級(jí)螺桿壓縮機(jī)的效率降低、制冷量減小、排氣溫度較高，采用經(jīng)濟(jì)器補(bǔ)氣循環(huán)，能改善單級(jí)螺桿壓縮制冷循環(huán)的效率，提高制冷量，降低壓縮機(jī)排氣溫度。經(jīng)濟(jì)器的使用可使單級(jí)螺桿壓縮機(jī)應(yīng)用范圍更廣，更經(jīng)濟(jì)。補(bǔ)充：

帶有經(jīng)濟(jì)器（省功器）的壓縮式制冷循環(huán)

一、帶有經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮制冷循環(huán)二、帶有經(jīng)濟(jì)器的離心式壓縮制冷循環(huán)速凍食品加工廠(速凍調(diào)理食品、家禽、疏菜、屠宰、冰淇淋)所需要的蒸發(fā)溫度分別為：凍結(jié)-40℃～-45℃；低溫冷藏-30℃～-35℃；冷卻及高溫-8℃～-10℃。在常規(guī)設(shè)計(jì)中，習(xí)慣上凍結(jié)和低溫采用單機(jī)雙級(jí)活塞壓縮機(jī)或帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿壓縮機(jī)，冷卻和高溫庫選用單級(jí)壓縮機(jī)。但是隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，速凍食品加工廠速凍能力越來越大，特別是化工低溫鹽水(-40℃～-35℃鹽水)對(duì)制冷量的要求更大，帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿壓縮機(jī)制冷循環(huán)方案已經(jīng)不是最佳解決方案。這樣國(guó)際開始流行采用螺桿壓縮機(jī)低壓機(jī)和高壓機(jī)配組雙級(jí)的制冷方案。第三節(jié)、兩級(jí)壓縮制冷機(jī)的熱力計(jì)算兩級(jí)壓縮制冷機(jī)進(jìn)行循環(huán)的熱力計(jì)算時(shí)，首先要對(duì)制冷工質(zhì)及循環(huán)型式加以選擇，然后確定循環(huán)的工作參數(shù)，按上節(jié)所述方法進(jìn)行具體的計(jì)算。一、制冷劑與循環(huán)形式的選擇兩級(jí)壓縮制冷機(jī)應(yīng)使用中溫制冷劑，這是因?yàn)槭艿皆诘蜏貢r(shí)系統(tǒng)中蒸發(fā)壓力不能太低，在常溫下冷凝壓力又不允許過高及應(yīng)能夠液化的限制。通常應(yīng)用較為廣泛的是R717、R22、R290等。中間冷卻的方式是與選用的制冷劑的種類密切相關(guān)的。對(duì)采用回?zé)嵊欣闹评鋭┤鏡290等采用中間不完全冷卻循環(huán)型式，同樣可使循環(huán)的制冷系數(shù)有所提高。但為了降低高壓級(jí)的排氣溫度，也可選用中間完全冷卻的循環(huán)型式。對(duì)采用回?zé)嵫h(huán)不利的制冷劑如氨等，則應(yīng)采用中間完全冷卻的循環(huán)型式。對(duì)于蒸發(fā)溫度較低的兩級(jí)壓縮循環(huán)，通常都增加回?zé)崞?，其目的并不在于提高制冷系?shù)，而是為了提高低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣溫度，改善壓縮機(jī)的工作條件。

二、循環(huán)工作參數(shù)的確定兩級(jí)壓縮循環(huán)工作參數(shù)的確定與單級(jí)壓縮循環(huán)是相似的，即根據(jù)環(huán)境介質(zhì)的溫度和被冷卻物體要求的溫度，考慮選取一定的傳熱溫差，即可確定循環(huán)的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度。至于中間溫度（或中間壓力）如何確定是兩級(jí)壓縮循環(huán)的特有問題，中間壓力選擇是否恰當(dāng)，不僅影響到經(jīng)濟(jì)性，而且對(duì)壓縮機(jī)的安全運(yùn)行也有直接關(guān)系。1、容積比高壓壓縮機(jī)的理論輸氣量和低壓壓縮機(jī)的理論輸氣量之比值

，通常取0.33~0.5之間，P105選配壓縮機(jī)時(shí)，高壓壓縮機(jī)和低壓壓縮機(jī)可以由同一臺(tái)壓縮機(jī)來承擔(dān)，即所謂單機(jī)雙級(jí)型壓縮機(jī)，也可選一臺(tái)壓縮機(jī)為高壓級(jí)，一臺(tái)或多臺(tái)壓縮機(jī)為低壓級(jí)。一般高、低壓級(jí)理論輸氣量之比值在1/2--1/3之間，如采用單機(jī)雙級(jí)型壓縮機(jī)，它們的容積比一般為1:3或1：2根據(jù)我國(guó)冷藏庫的生產(chǎn)實(shí)踐，當(dāng)蒸發(fā)溫度t0=-28～-40℃范圍內(nèi)時(shí)，容積比的值通常取0.33～0.5之間，即qvtg:qvtd=1:3～1:2。在長(zhǎng)江以南地區(qū)宜取大些。合理的容積比的選擇還應(yīng)結(jié)合考慮其他經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。配組雙級(jí)壓縮機(jī)的容積比可以有較大的選擇余地。如果采用單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)，則它的容積比是既定的，容積比的值通常只有0.33和0.52、中間溫度與中間壓力的確定確定中間壓力時(shí)要區(qū)分兩種情況：一種是已經(jīng)選配好高、低壓級(jí)壓縮機(jī)，需通過計(jì)算去確定中間壓力；另一種是從循環(huán)中計(jì)算出發(fā)來確定中間壓力數(shù)值。（一）選配壓縮機(jī)，從循環(huán)計(jì)算出發(fā)，根據(jù)制冷系數(shù)最大原則，確定最佳中間壓力(1)公式法常用的公式法有比例中項(xiàng)公式法和拉塞經(jīng)驗(yàn)公式法兩種（2）圖解法（二）已選配好壓縮機(jī)(3)容積比插入法（一）選配壓縮機(jī)，從循環(huán)計(jì)算出發(fā)選配壓縮機(jī)時(shí)，中間壓力pm的選擇，可以根據(jù)制冷系數(shù)最大這一原則去選取，這一中間壓力pm又稱最佳中間壓力。確定最佳中間壓力pm常用的方法有公式法和圖解法。1）公式法常用的公式法有比例中項(xiàng)公式法和拉塞經(jīng)驗(yàn)公式法兩種①比例中項(xiàng)公式法按壓力的比例中項(xiàng)確定中間壓力式中Pm,Po和Pk分別為中間壓力、蒸發(fā)壓力和冷凝壓力,單位MPa公式是在一定假設(shè)條件下用理論方法推出，只能作為初步估算Pm=ψ（√P0*Pk）對(duì)R22修正系數(shù)ψ=0.9~0.95，R717ψ=0.95~1②拉塞經(jīng)驗(yàn)公式法（教材Ｐ１１１例３－１）對(duì)于兩級(jí)氨制冷循環(huán)，拉賽(A.Rasi)提出了較為簡(jiǎn)單的最佳中間溫度計(jì)算式：tm=0.4tk+0.6to+3式中，tm,tk和to分別表示中間溫度，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度，單位均為℃。上式不只適用于氨，在－40～40℃溫度范圍內(nèi)，對(duì)于R12也能得到滿意的結(jié)果。（2）圖解法

（從循環(huán)中計(jì)算出發(fā)來確定中間壓力數(shù)值）

對(duì)于這種情況，中間壓力的選擇可以根據(jù)制冷系數(shù)最大這一原則去選取。這一中間壓力又稱最佳中間壓力。選取的具體步驟是：1）根據(jù)確定的冷凝壓力和蒸發(fā)壓力，按公式求得一個(gè)近似值；2）在該值的上下按一定間隔選取若干個(gè)中間溫度；3）對(duì)每一個(gè)值進(jìn)行循環(huán)的熱力計(jì)算，求得該循環(huán)下的制冷系數(shù)；4）繪制曲線，找到值，由該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中間溫度即為循環(huán)的最佳中間溫度（即最佳中間壓力）。

P107圖3-15（2）圖解法①根據(jù)確定的蒸發(fā)壓力p0和冷凝壓力pk，②在pm（tm）值的上下，按一定間隔選取若干個(gè)中間溫度tm值。③根據(jù)給定的工況和選取的各個(gè)中間溫度tm分別畫出雙級(jí)縮循環(huán)的lgp-h圖，確定循環(huán)的各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的制冷系數(shù)。④繪制=f（tm）曲線，找到制冷系數(shù)最大值max，由該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中間溫度tm在循環(huán)參數(shù)確定之后即可對(duì)循環(huán)進(jìn)行熱力計(jì)算，求出所需要的VhD

和vhG值。但在現(xiàn)有的壓縮機(jī)系列產(chǎn)品中很可能選不到正好符合熱力計(jì)算要求的壓縮機(jī)，這時(shí)可選配其容量與計(jì)算值相近的壓縮機(jī)來代替，雖然中間壓力會(huì)稍有變動(dòng)，但對(duì)制冷系數(shù)的大小影響甚微。具體步驟：1）按一定間隔選擇若干個(gè)中間溫度tm，按所選溫度分別進(jìn)行循環(huán)的熱力計(jì)算，求出不同中間溫度下的理論輸氣量的比值；2）繪制

=f（tm）曲線，并在圖上畫一條等于給定值的水平線，此線與曲線的交點(diǎn)即為所求中間溫度（即中間壓力）。用這種方法確定的中間壓力不一定是循環(huán)的最佳中間壓力。（二）已選配好壓縮機(jī)(3)容積比插入法（教材Ｐ１１３例３－２）（已經(jīng)選配好高、低壓級(jí)壓縮機(jī)，需通過計(jì)算去確定中間壓力）3、高壓機(jī)吸氣溫度t3節(jié)流前液體溫度t7的確定中間壓力pm對(duì)應(yīng)的飽和溫度tm—中間溫度R717t3=tm；t7=tm+3~7℃/一般取小值氟里昂t3≤15℃；t7-tm=3~7℃/一般取大值中間冷卻器在雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)中使用，裝設(shè)在低壓機(jī)排氣和高壓機(jī)吸氣之間。中間冷卻器也是一種熱交換容器，有三方面的作用作用：1.降低低壓級(jí)壓縮機(jī)排出的氣體溫度，以避免高壓級(jí)過高的排氣溫度；2.使高壓液體在節(jié)流前得到過冷，以提高系統(tǒng)制冷能力，減少節(jié)流過程產(chǎn)生的閃發(fā)氣體；3.起到油分離器的作用，它可將由低壓級(jí)壓縮機(jī)帶出的潤(rùn)滑油，通過改變流動(dòng)方向、降低流速、洗滌和降溫作用分離出來，并由放油管排出。設(shè)計(jì)：1.中間冷卻器直徑ω=0.5m／s

2.中間冷卻器蛇形盤管冷卻面積中間冷卻器結(jié)構(gòu)立式臥式?P99P107連接中間冷卻器雙級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算見相關(guān)WORD第四節(jié)雙級(jí)壓縮制冷機(jī)的工作特性兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)特性分析（一）制冷劑與循環(huán)特性從經(jīng)濟(jì)性分析，兩級(jí)壓縮之間采用中間冷卻，可以減少單位質(zhì)量蒸氣的壓縮功。當(dāng)過程為可逆時(shí)，所節(jié)省的功可用圖中的陰影面積來表示。制冷系統(tǒng)中的中間冷卻方法有兩種：水冷換熱和制冷劑直接冷卻。兩級(jí)壓縮水冷換熱對(duì)于空氣來說是可行的，但對(duì)于制冷劑來說，水的溫度就不夠低，因此需要采用制冷劑直接冷卻。

不同的制冷劑，其可節(jié)?。üΦ男Ч灰粯?。氨與氟利昂性質(zhì)的差異，在相同工作條件下，氨壓縮終了排氣溫度要比氟利昂高得多。因此采用中間完全冷卻，使高壓級(jí)排氣溫度降低，有利于壓縮機(jī)的潤(rùn)滑，延長(zhǎng)使用壽命，兩級(jí)壓縮氦制冷循環(huán)采用中間完全冷卻是必要的和有利的。對(duì)于氟利昂則采用中間不完全冷卻是有利的。（二）中間溫度或中間壓力中間溫度與高、低壓壓縮機(jī)的氣缸容積比、冷凝溫度及蒸發(fā)溫度有關(guān)．其中任一個(gè)參數(shù)變化。都會(huì)導(dǎo)致中間溫度的變動(dòng)。若高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的氣缸容積比不變．1.蒸發(fā)溫度的變化對(duì)中間壓力的影響：蒸發(fā)溫度降低時(shí)，使低壓級(jí)的壓縮比增大，低壓級(jí)吸入氣體比體積增大，輸氣系數(shù)下降，使低壓級(jí)輸人中間冷卻器的氣體量逐漸減少，引起中間壓力下降、中間溫度降低。２.冷凝溫度的變化對(duì)中間壓力的影響：冷凝溫度升高時(shí)，使高壓級(jí)的壓縮比增大，輸氣系數(shù)下降，高壓機(jī)吸氣量減小，這時(shí)，中間冷卻器內(nèi)的氣體量逐漸增多，中間壓力、中間溫度升高。反之。Pk降低，則中間壓力下降。３.容積比的變化對(duì)中間壓力的影響：當(dāng)冷凝壓力及蒸發(fā)壓力不變時(shí)，改變高、低壓級(jí)壓縮機(jī)的容積流量比（指帶有能量調(diào)節(jié)的單機(jī)雙級(jí)制冷機(jī)或由多臺(tái)高、低壓級(jí)壓縮機(jī)組成的系統(tǒng)），當(dāng)容積流量比值減小，則中間壓力相應(yīng)升高，反之中間壓力下降。容積比對(duì)pm的影響↓Pm↑↑Pm↓

冷凝溫度對(duì)pm的影響

tk↑Pm↑tk↓Pm↓

蒸發(fā)溫度對(duì)pm的影響t0↑,Pm↑t0↓Pm↓由此可知，中間溫度是容積比、冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的函數(shù)，不能任意調(diào)節(jié)。（三）變工況特性兩級(jí)壓縮制冷機(jī)常見變工況是tk大致恒定而t0變化（升高或下降)兩級(jí)壓縮制冷機(jī)的工況變動(dòng)時(shí)的一些特性：①隨著t0的升高，壓力p0和pm都有不斷升高，但pm升高得快；②隨著t0的升高，壓力比σH和σL都不斷下降，但σH下降快；③隨著t0的升高，壓力差（pk-pm）減小，（pm-p0）先逐漸增大而后逐漸減小。1．變工況特性工作溫度變化，雙級(jí)制冷機(jī)性能隨之而改變。t0對(duì)pmpo的影響，邊界溫度t0bP116圖3-21高低壓縮機(jī)耗功最大出現(xiàn)處高：Pk/Pm=3,t0=-27℃低:t0=t0b，承受壓差最大，壓力比約為3

2．與變工況有關(guān)的兩個(gè)問題（1）起動(dòng)問題配組式:先起動(dòng)高壓壓縮機(jī)，待蒸發(fā)溫度降低后再起動(dòng)低壓壓縮機(jī)單機(jī)雙級(jí)式：容積比先調(diào)大，待蒸發(fā)溫度降低后再調(diào)至正常小型機(jī)組同時(shí)起動(dòng)（2）電動(dòng)機(jī)功率的選配配組式：高壓機(jī)按最大軸功率工況選配電動(dòng)機(jī)低壓機(jī)按開始投入運(yùn)行的工況選配電動(dòng)機(jī)單機(jī)雙級(jí)：高低壓級(jí)軸功率之和小型機(jī)組同時(shí)起動(dòng)：低壓機(jī)按最大軸功率工況選配電動(dòng)機(jī)對(duì)于低壓級(jí)壓縮機(jī)，如果按最大軸功率工況來選配電動(dòng)機(jī)，則電動(dòng)機(jī)的容量將會(huì)很大（約為高壓級(jí)電動(dòng)機(jī)的1/倍），而正常工作時(shí)需要的電機(jī)功率又較小，于是運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)始終處于低負(fù)荷狀態(tài)，造成裝機(jī)容量及電能的浪費(fèi)。因此低壓級(jí)電動(dòng)機(jī)的選配可根據(jù)系統(tǒng)的不同要求來進(jìn)行。如果低壓級(jí)壓縮機(jī)只作為雙級(jí)壓縮制冷機(jī)的低壓級(jí)運(yùn)行，則低壓級(jí)壓縮機(jī)可按照正常工作溫度范圍內(nèi)功率最大的情況去選配電動(dòng)機(jī)。如果低壓級(jí)壓縮機(jī)既可以作為雙級(jí)壓縮制冷機(jī)的低壓級(jí)運(yùn)行，又可以作為單級(jí)制冷機(jī)運(yùn)行，則其電動(dòng)機(jī)的選配應(yīng)按照單級(jí)制冷機(jī)運(yùn)行來進(jìn)行選配。雙級(jí)壓縮制冷裝置的起動(dòng)問題制冷裝置首次起動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后起動(dòng)運(yùn)行，蒸發(fā)溫度t0都是從環(huán)境溫度逐漸降低，直到達(dá)到使用工況所需要的蒸發(fā)溫度。由前面的分析可知，當(dāng)t0尚未達(dá)到邊界溫度t0b之前，高壓級(jí)壓縮機(jī)不起壓縮作用。因此，采取高低壓級(jí)同時(shí)起動(dòng)，必然產(chǎn)生能量的浪費(fèi)。因此，對(duì)于配組雙級(jí)制冷壓縮機(jī)，可以先運(yùn)行單級(jí)循環(huán)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行降溫，等蒸發(fā)溫度降低到某一數(shù)值時(shí)再運(yùn)行雙級(jí)循環(huán)。蒸發(fā)溫度所需降低到的溫度數(shù)值大小取決于低壓級(jí)壓縮機(jī)配用的電動(dòng)機(jī)功率。對(duì)于小型機(jī)組來講，分別起動(dòng)的節(jié)能效果并不明顯，為了方便起見往往采用高、低壓級(jí)壓縮機(jī)同時(shí)起動(dòng)的方法。對(duì)于帶有能量調(diào)節(jié)裝置的單機(jī)雙級(jí)制冷機(jī)，在起動(dòng)初始階段，可按高蒸發(fā)溫度選用大的容積比值運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著蒸發(fā)溫度的降低，再將容積比調(diào)整到正常運(yùn)行值。相應(yīng)的措施是起動(dòng)時(shí)對(duì)低壓級(jí)氣缸進(jìn)行部分卸載，隨著蒸發(fā)溫度的降低，對(duì)低壓級(jí)氣缸進(jìn)行逐步加載。這樣，既可以避免起動(dòng)時(shí)壓縮機(jī)電機(jī)過載，又能使起動(dòng)過程節(jié)能。工況影響tk↑,pm↑tk↓,pm↓t0↑,pm↑

t0↓,pm↓↑,pm↓↓,pm↑t0>=t0b,pm=pk

，單級(jí)壓縮,pk/p0=3，耗功最大起動(dòng)問題—t0逐漸↓過程配組式：先啟動(dòng)高壓級(jí)單機(jī)雙級(jí)：因?yàn)閠0↑，所以↑，低壓級(jí)氣缸部分卸載，隨著t0↓，再逐步加載小型機(jī)組，高低壓同時(shí)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的選配高壓機(jī)按最大軸功率工況選配電動(dòng)機(jī)低壓機(jī)按開始投入運(yùn)行的工況選配電動(dòng)機(jī)引課:制冷劑的一般分類根據(jù)制冷劑常溫下在冷凝器中冷凝時(shí)飽和壓力Pk和正常蒸發(fā)溫度T0的高低，一般分為三大類：１.低壓高溫制冷劑冷凝壓力Pk≤２～３Kg/cm2（絕對(duì)），T0>０℃如Ｒ11（CFCl3），其T0＝23.7℃。這類制冷劑適用于空調(diào)系統(tǒng)的離心式制冷壓縮機(jī)中。通常３０℃時(shí)，Pk≤3.06Kg/cm2。２.中壓中溫制冷劑冷凝壓力Pk<20Kg/cm2（絕對(duì)），０℃<T0>-60℃。如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，這類制冷劑一般用于普通單級(jí)壓縮和雙級(jí)壓縮的活塞式制冷壓縮機(jī)中。３.高壓低溫制冷劑冷凝壓力Pk≥20Kg/cm2（絕對(duì)），T0≤－70℃。如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙烯等，這類制冷劑適用于復(fù)迭式制冷裝置的低溫部分或－７０℃以下的低溫裝置中。為獲得更低的蒸發(fā)溫度單級(jí)壓縮轉(zhuǎn)向多級(jí)壓縮限制?采用一種制冷劑循環(huán)將出現(xiàn)的問題：(1)．任何制冷劑，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時(shí)，其蒸發(fā)器壓力也必然降低。(2)．任何制冷劑，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時(shí)，其比容就很大。

(3).任何制冷劑，當(dāng)蒸發(fā)溫度降低時(shí)，其冷凝壓力就很高。為了獲取更低溫度，采用單一制冷劑的多級(jí)壓縮循環(huán)仍將受到蒸發(fā)壓力過低、甚至使制冷劑凝固的限制。例如，當(dāng)蒸發(fā)溫度為－80℃時(shí)，若采用氨作為制冷劑，它在-77.7℃時(shí)就已凝固，使循環(huán)遭到完全破壞。如果采用R22作為制冷劑，此時(shí)它雖未凝固，但蒸發(fā)壓力已低達(dá)10Kpa，一方面增加了空氣漏入系統(tǒng)的可能性，另一方面導(dǎo)致壓縮機(jī)吸氣比容增大（此時(shí)蒸氣比容為1.76m3/kg）和輸氣系數(shù)的降低，從而使壓縮機(jī)的氣缸尺寸增大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性下降。對(duì)于往復(fù)式制冷壓縮機(jī)而言，氣閥是依靠閥片兩側(cè)氣體的壓力差自動(dòng)啟、閉來完成壓縮機(jī)的吸氣、壓縮、排氣和膨脹過程的，當(dāng)吸氣壓力低于15Kpa時(shí)，吸氣閥片因壓差過低而往往無法開啟，壓縮機(jī)無法正常工作，增加壓縮機(jī)級(jí)數(shù)也是無濟(jì)于事的。如果采用低溫制冷劑，雖然低溫下它們的蒸發(fā)壓力一般均高于15Kpa。例如乙烷，當(dāng)蒸發(fā)溫度為－100℃時(shí)，其相應(yīng)的蒸發(fā)壓力為52Kpa；但其冷凝壓力太高，當(dāng)tk=25℃時(shí)，其冷凝壓力就高達(dá)4.18Mpa，使機(jī)器顯得十分笨重；而且當(dāng)冷凝溫度35℃時(shí)就已超過了它的臨界溫度（℃）,使乙烷蒸氣無法液化，循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性大大惡化。到目前為止，還難以找到一種制冷劑，它既滿足冷凝壓力不太高、又滿足蒸發(fā)壓力不太低的要求。制冷劑蒸發(fā)溫度過低，一易導(dǎo)致壓縮機(jī)和系統(tǒng)低壓部分在高真空下運(yùn)行，增加空氣滲入的可能性，二將導(dǎo)致壓縮機(jī)吸氣比容增大，輸氣系數(shù)減小，需要采用更大尺寸的壓縮機(jī)。

如R13的凝固溫度為-181℃，且在低溫條件下，飽和蒸汽壓力仍然較高。但臨界溫度低，為28.8℃，不能用環(huán)境介質(zhì)（水、空氣）來完成冷凝過程1.雙級(jí)壓縮制冷的局限性：

◆雙級(jí)壓縮制冷的制冷溫度受制冷劑凝固點(diǎn)的限制不能太低。

◆雙級(jí)壓縮制冷受蒸發(fā)壓力過低的限制。

◆雙級(jí)壓縮受循環(huán)壓力比的限制。

2.解決方法：采用低溫制冷劑。

但低溫制冷劑常常在常溫下無法冷凝成液體。

采用低溫制冷劑的制冷裝置，雖然能夠制取很低的溫度，但不能單獨(dú)工作，需要有另一臺(tái)制冷裝置與之聯(lián)合運(yùn)行，為低溫制冷劑循環(huán)的冷凝過程提供冷源，降低冷凝溫度和壓力。即為復(fù)疊式制冷。第五節(jié)復(fù)疊式制冷循環(huán)1、原因:1)凝固點(diǎn)2)壓力比3)蒸發(fā)壓力過低到目前為止，還難以找到一種制冷劑，它既滿足冷凝壓力不太高、又滿足蒸發(fā)壓力不太低的要求。

復(fù)疊式蒸氣壓縮制冷循環(huán)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單級(jí)（也可以是多級(jí)）制冷循環(huán)組成，而且在兩個(gè)制冷系統(tǒng)中充加不同性質(zhì)的制冷劑。它既能滿足在較低蒸發(fā)溫度時(shí)有合適的蒸發(fā)壓力，又能滿足在環(huán)境溫度條件下冷凝時(shí)具有適中的冷凝壓力。定義2、工作原理圖1示出由兩個(gè)單級(jí)壓縮系統(tǒng)組成的最簡(jiǎn)單的復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)原理圖。循環(huán)工作過程可從圖中清楚地看出。圖2示出了這一循環(huán)的壓－焓圖。圖中1－2－3－4－5－1為低溫部分循環(huán)。6－7－8－9－10－6為高溫部分循環(huán)。冷凝蒸發(fā)器中的傳熱溫差一般取5~10℃。D冷凝蒸發(fā)器實(shí)際復(fù)疊機(jī)壓力控制閥電磁閥

1.作用：自動(dòng)接通或切斷制冷系統(tǒng)的供液管路，廣泛用于如冷藏箱、空調(diào)器等所匹配的氟利昂制冷機(jī)中。

2.位置：冷凝器與蒸發(fā)器間的管路上裝有，可控制液體管路的啟閉。壓縮機(jī)冷凝蒸發(fā)器回?zé)崞鞴?jié)流閥蒸發(fā)器膨脹容器低溫系統(tǒng)制冷劑R13/R23常溫下低溫制冷劑的飽和壓力非常高，所以機(jī)組一停，需要提供一個(gè)額外膨脹空間，讓低溫制冷劑有地方排泄，但當(dāng)機(jī)組一運(yùn)行，這部分制冷劑必須參與循環(huán)，這就設(shè)計(jì)了一個(gè)膨脹容器和電磁閥來進(jìn)行控制復(fù)疊式制冷機(jī)的啟動(dòng)問題一般先啟動(dòng)高溫部分，后啟動(dòng)低溫部分復(fù)疊式與多級(jí)循環(huán)的比較體積小緊湊，工作壓力范圍適中，運(yùn)行穩(wěn)定，復(fù)雜P1203、特點(diǎn)組成復(fù)疊式制冷機(jī)通常由兩個(gè)單獨(dú)的制冷系統(tǒng)組成，分別稱為高溫級(jí)及低溫級(jí)部分。高溫部分使用中溫制冷劑，低溫部分使用低溫制冷劑。高溫部分系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)是用來使低溫部分系統(tǒng)中制冷劑冷凝，用一個(gè)冷凝蒸發(fā)器將兩部分聯(lián)系起來，它既是高溫部分的蒸發(fā)器，又是低溫部分的冷凝器。低溫部分的制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)向被冷卻對(duì)象吸取熱量（即制取冷量），并將此熱量傳給高溫部分制冷劑，然后再由高溫部分制冷劑將熱量傳給冷卻介質(zhì)（水或空氣）。高溫部分的制冷量基本等于低溫部分的冷凝熱負(fù)荷。復(fù)疊式制冷循環(huán)中中間溫度的確定應(yīng)根據(jù)制冷系數(shù)最大或各個(gè)壓縮機(jī)壓力比大致相等的原則。前者對(duì)能量利用最經(jīng)濟(jì)，后者對(duì)壓縮機(jī)氣缸工作容積的利用率較高（即輸氣系數(shù)較大）。由于中間溫度在一定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)對(duì)制泠系數(shù)影響并不大，故按各級(jí)壓力比大致相等的原則來確定中間溫度更為合理。

4、熱力計(jì)算冷凝蒸發(fā)器傳熱溫差的大小不僅影響到傳熱面積和冷量損耗，一般5~10℃而且也影響到整個(gè)制冷機(jī)的容量和經(jīng)濟(jì)性，溫差選得大，冷凝蒸發(fā)器的面積可小些，但卻使壓力比增加，循環(huán)經(jīng)濟(jì)性降低。制冷劑的溫度越低，傳熱溫差引起的不可逆損失越大，故蒸發(fā)器的傳熱溫差因蒸發(fā)溫度很低而應(yīng)取較小值，最好不大于5℃。當(dāng)需要獲?。?0℃以下的低溫時(shí)，采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復(fù)疊的制冷循環(huán)。兩級(jí)復(fù)疊制?。?0℃～－80℃的低溫，三級(jí)復(fù)疊制取－80℃～－120℃的低溫。用作高溫級(jí)的中溫制冷劑有：R717、R22、R502、R134a、R407c、R410A等；用于低溫級(jí)的低溫制冷劑有：R13、R14、R23、C2H6、C2H4等。三個(gè)單級(jí)壓縮循環(huán)組成的復(fù)疊式制冷機(jī)

循環(huán)中溫高溫低溫中溫R23高溫R22或R507低溫R50、R1150或R170制冷劑最低蒸發(fā)溫度可達(dá)－120℃～－140℃最低蒸發(fā)溫度制冷劑制冷循環(huán)型式-80℃R22-R23R22單級(jí)或兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23R507單級(jí)或兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R290-R23R290兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-100℃R22-R23R22兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)或兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23R507兩級(jí)壓縮—R23單級(jí)或兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R1150R22兩級(jí)壓縮—R1150單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級(jí)壓縮—R1150單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)-120℃R22-R1150R22兩級(jí)壓縮—R1150兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R1150R507兩級(jí)壓縮—R1150兩級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R22-R23-R50R22單級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮—R50單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)R507-R23-R50R507單級(jí)壓縮—R23單級(jí)壓縮—R50單級(jí)壓縮組合的復(fù)疊式循環(huán)5復(fù)疊式制冷循環(huán)應(yīng)用中的一些問題1)．停機(jī)后低溫制冷劑的處理當(dāng)復(fù)疊式制冷機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，系統(tǒng)內(nèi)部溫度會(huì)逐漸升高到接近環(huán)境溫度，低溫部分的制冷劑就會(huì)全部汽化成過熱蒸氣，這時(shí)低溫部分的壓力將會(huì)超出制冷系統(tǒng)允許的最高工作壓力這一非常危險(xiǎn)的情況。當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，低溫部分允許的最高絕對(duì)壓力為1.079MPa。為解決這一問題，大型系統(tǒng)采用高溫系統(tǒng)定時(shí)開機(jī)，以維持低溫系統(tǒng)較低壓力，但這種方法耗功大；或者將低溫制冷劑抽出裝入高壓鋼瓶中。對(duì)于小型復(fù)疊式制冷裝置，通常在低溫部分的系統(tǒng)中連接一個(gè)膨脹容器，當(dāng)停機(jī)后低溫部分的制冷劑蒸氣可進(jìn)入膨脹容器，如系統(tǒng)中不設(shè)膨脹容器，則應(yīng)考慮加大蒸發(fā)冷凝器的容積，使其起到膨脹容器的作用，以免系統(tǒng)壓力過高。2).系統(tǒng)的起動(dòng)由于低溫制冷劑的臨界溫度一般較低，所以復(fù)疊式制冷機(jī)在起動(dòng)時(shí)，必須先起動(dòng)高溫部分，當(dāng)高溫部分的蒸發(fā)溫度降到足以保證低溫部分的冷凝壓力不超過允許的最高壓力時(shí)，才可以起動(dòng)低溫部分。例如：對(duì)于使用R22與R13的二元復(fù)疊式制冷循環(huán)，要先將R22的蒸發(fā)溫度降至-15℃以下，這時(shí)低溫系統(tǒng)中R13的最高冷凝溫度大約為-l0℃，相應(yīng)的飽和壓力為1.5616MPa（在允許值內(nèi)）。對(duì)于小型復(fù)疊式制冷循環(huán)，高低溫部分可同時(shí)起動(dòng)，但在低溫系統(tǒng)上必須裝設(shè)壓力控制閥，以保證系統(tǒng)的安全。3)．溫度范圍的調(diào)節(jié)復(fù)疊式制冷循環(huán)的制冷溫度是可以調(diào)節(jié)的，但有一定的溫度范圍。因壓力比不能太大，所以吸氣壓力不能調(diào)節(jié)得太低，這就決定了它的下限溫度不能太低。同時(shí)，吸氣壓力也不能調(diào)得太高，因?yàn)殡S著吸氣壓力的升高，蒸發(fā)溫度也升高，當(dāng)蒸發(fā)溫度高到一定程度時(shí)，就失去了復(fù)疊式循環(huán)的意義。而且隨著吸氣壓力的升高，冷凝壓力也升高，一般壓縮機(jī)的耐壓為2MPa。為使壓縮機(jī)和制冷系統(tǒng)能正常工作，復(fù)疊式制冷循環(huán)的蒸發(fā)溫度在調(diào)節(jié)時(shí)一般不高于-50℃，也不應(yīng)低于-80℃。6、低溫箱復(fù)疊式系統(tǒng)的常見故障與排除既有電氣又有制冷機(jī)械出現(xiàn)故障，全面檢查綜合分析一般過程可以先“外”后“里”外部因素——冷卻水、供電等里——先檢查電氣系統(tǒng)，后查制冷系統(tǒng)故障現(xiàn)象原因分析排除方法設(shè)備不制冷或降溫緩慢排氣壓力過高吸氣壓力過低制冷劑量不足（漏）管路臟堵或冰堵蒸發(fā)器供液電磁閥損壞膨脹閥流量過大、過小或損壞查漏并補(bǔ)充制冷劑更壞被堵器件或干燥劑更換電磁閥調(diào)整或更換膨脹閥制冷系統(tǒng)中有空氣冷卻水量不足或溫度過高冷凝器水管積垢過厚放空氣增加供水量清洗冷凝器制冷系統(tǒng)中制冷劑量不足膨脹閥冰堵或損壞過濾器堵塞查漏并補(bǔ)充制冷劑對(duì)管路進(jìn)行干燥或更換膨脹閥更換過濾器補(bǔ)充：自復(fù)疊從低于環(huán)境溫度的空間或物體中吸收熱量，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過程稱為制冷。制冷技術(shù)是為適應(yīng)人們對(duì)低于環(huán)境溫度條件的需要而產(chǎn)生和發(fā)展起來的。現(xiàn)代制冷技術(shù)始于18世紀(jì)中葉。1755年愛丁堡的化學(xué)教授庫侖(WilliamCullen)利用乙醚蒸發(fā)使水結(jié)冰。他的學(xué)生布拉克(Black)從本質(zhì)上解釋了融化和汽化現(xiàn)象，導(dǎo)出了潛熱的概念，并發(fā)明了冰量熱器，標(biāo)志著現(xiàn)代制冷技術(shù)的開始。此后的200多年時(shí)間里，制冷技術(shù)得到了飛速的發(fā)展,其中利用工質(zhì)節(jié)流后產(chǎn)生制冷效應(yīng)的焦耳-湯姆遜效應(yīng)(Joule-Thomsoneffect)是最古老的制冷方法之一。在普冷領(lǐng)域，蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)就是利用工質(zhì)的節(jié)流制冷效應(yīng)進(jìn)行工作的，目前這種制冷方法在普冷領(lǐng)域占據(jù)著主導(dǎo)地位；在低溫領(lǐng)域，利用氣體節(jié)流制冷效應(yīng)的林德-漢普遜(Linde-Hampson)循環(huán)也獲得了廣泛的應(yīng)用，是氣體液化和低溫制冷技術(shù)的主要方法之一。然而隨著制冷溫度的降低，采用單純工質(zhì)的一級(jí)節(jié)流制冷機(jī)的效率將降低、壓縮機(jī)功耗增加，甚至?xí)斐上到y(tǒng)內(nèi)制冷劑和潤(rùn)滑油分解，運(yùn)轉(zhuǎn)條件惡化，危害壓縮機(jī)的正常工作，所以在普冷領(lǐng)域，當(dāng)需要的溫度降到230K以下時(shí)，人們通常采用兩級(jí)壓縮或復(fù)疊式制冷系統(tǒng)來滿足要求，但是其復(fù)雜性和系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)都比單級(jí)制冷系統(tǒng)要大得多。因此，近幾十年來，人們將目光投向了多元混合工質(zhì)的研究。目前，無論在普冷領(lǐng)域還是在低溫領(lǐng)域，多元混合工質(zhì)節(jié)流技術(shù)都成了國(guó)際制冷界研究的熱點(diǎn)課題。在普冷領(lǐng)域，由于CFCs工質(zhì)中氯原子對(duì)大氣臭氧層的破壞，其面臨的問題是工質(zhì)替代，采用幾種現(xiàn)有的或新的純工質(zhì)所組成的多元混合工質(zhì)則是一條在近期乃至中長(zhǎng)期都最有發(fā)展前途的方案；在低溫領(lǐng)域，由于采用了商用單級(jí)制冷壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的混合物工質(zhì)節(jié)流制冷機(jī)，使得混合物節(jié)流制冷機(jī)飛速發(fā)展，成為最有前途的低溫制冷機(jī)之一。近幾年來，無論在普冷領(lǐng)域還是在低溫領(lǐng)域，采用多元混合工質(zhì)作為節(jié)流制冷劑的研究已經(jīng)越來越引起人們的興趣，單級(jí)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)的混合工質(zhì)節(jié)流制冷機(jī)大大增加了制冷機(jī)在低溫方面的商業(yè)應(yīng)用。在普冷領(lǐng)域，當(dāng)溫度降到230K以下時(shí)，人們通常采用多級(jí)壓縮或復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。由于非共沸混合工質(zhì)具有變溫冷凝/蒸發(fā)特性，且能通過部分冷凝獲得成分不同的多種流體，自動(dòng)復(fù)疊制冷系統(tǒng)近幾年來在普冷領(lǐng)域也逐漸有所應(yīng)用。非共沸制冷劑1.相變過程中氣、液相中組分的濃度不同，其在任何濃度比下都不發(fā)生共沸現(xiàn)象的混合物稱為非共沸制冷劑。與純制冷劑和共沸制冷劑相比，非共沸制冷劑有自己的特點(diǎn)：在定壓下蒸發(fā)或凝結(jié)時(shí)，氣相和液相的成分不同，溫度也在不斷變化。定壓蒸發(fā)時(shí)溫度從泡點(diǎn)溫度變化到露點(diǎn)溫度，定壓凝結(jié)則相反。泡點(diǎn)溫度和露點(diǎn)溫度的溫差稱之為溫度滑移(Temperatureglide)。2.等壓相變過程中溫度是變化的，這就有可能較好地適應(yīng)變溫?zé)嵩吹那闆r，減少蒸發(fā)和冷凝過程中的傳熱溫差，以達(dá)到節(jié)能的目的。3.在實(shí)用上，使用非共沸制冷劑的麻煩是當(dāng)制冷裝置中發(fā)生制冷劑泄漏時(shí)，剩余在系統(tǒng)內(nèi)的混合物的濃度就會(huì)改變，因此，需要向系統(tǒng)中補(bǔ)充制冷劑使其達(dá)到原來的數(shù)量和濃度，并需通過計(jì)算來確定兩種制冷劑的充灌量?！敖卜兄评鋭?Nearazeotropicmixturerefrigerant)”這一術(shù)語，實(shí)際上它是指那些泡點(diǎn)溫度與露點(diǎn)溫度很接近的非共沸制冷劑，但到底接近到什么程度為近共沸和非共沸的分界點(diǎn)，還沒有一個(gè)明確的規(guī)定，通常認(rèn)為泡露點(diǎn)的溫度差小于3℃的混合制冷劑稱為近共沸混合制冷劑。非共沸混合制冷劑用于制冷主要有兩方面的意義。其一是在較寬的溫度范圍內(nèi)制冷時(shí)節(jié)能或增大制冷量，其二是在單級(jí)壓縮適中的壓力下獲得較低的蒸發(fā)溫度?；旌衔锇雌涠▔合孪嘧儠r(shí)的熱力學(xué)特征有非共沸混合物與共沸混合物之分。用T-x相圖反映這兩類混合物之不同在復(fù)疊式制冷系統(tǒng)中尚有一種特殊的形式，稱為自動(dòng)復(fù)疊制冷(Auto-cascadeRefrigeration)系統(tǒng)。舉例:系統(tǒng)中充灌了兩種制冷劑，如R23和R22，它們?cè)谙嗤睦淠龎毫驼舭l(fā)壓力下工作，因而在系統(tǒng)中只需要一臺(tái)壓縮機(jī)。ACR系統(tǒng)利用了R23的冷凝溫度遠(yuǎn)低于R22的冷凝溫度這一特性。（12個(gè)大氣壓下R23飽和溫度-22℃,R22飽和溫度35℃）自動(dòng)復(fù)疊制冷系統(tǒng)采用一個(gè)普通低溫壓縮機(jī)制取很低的溫度，其奧妙在于“一級(jí)壓縮，多級(jí)復(fù)疊，自動(dòng)分離”，即混合工質(zhì)一次壓縮后，在多級(jí)復(fù)疊管路中的多個(gè)冷凝蒸發(fā)器中逐級(jí)分離，使沸點(diǎn)最低的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，制取預(yù)定的低溫。制冷劑分子式分子量凝固溫度℃標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度℃臨界溫度℃臨界壓力KPaODPGWPR22CHF2CL86.48-160-40.8696.1550540.0551600R134aC2H2F4102.03-96.6-26.26101.140670875R23CHF370.02-155-82.125.648330—A—壓縮機(jī)B—冷凝器C、D—節(jié)流閥E—冷凝蒸發(fā)器F—蒸發(fā)器最簡(jiǎn)單的自動(dòng)復(fù)疊制冷循環(huán)系統(tǒng)圖通常的冷卻水溫度(或空氣溫度)不足以使R23冷凝，故R23仍保持氣體狀態(tài)。氣態(tài)的R23進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器中，該處的溫度低至可使R23冷凝成液體，再經(jīng)過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)低溫制冷。對(duì)于R22,由于其冷凝溫度較高，在冷凝器內(nèi)被冷卻水(或空氣)冷凝成液體，冷凝液體經(jīng)節(jié)流閥后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器，產(chǎn)生較低的溫度使R23冷凝成液體。制冷劑R22吸收了R23冷凝時(shí)放出的熱量變成蒸氣，與來自蒸發(fā)器的R23蒸氣相匯合，進(jìn)入壓縮機(jī)中。嚴(yán)格地講，在R23的回路中混有少量的R22，在R22的回路中也混有少量的R23。一級(jí)壓縮，多級(jí)復(fù)疊，自動(dòng)分離A—壓縮機(jī)B—冷凝器C、F—儲(chǔ)液器D、I—節(jié)流閥E—冷凝蒸發(fā)器G—回?zé)崞鱄—蒸發(fā)器單級(jí)壓縮一次分凝制冷機(jī)系統(tǒng)圖在壓縮機(jī)A中壓縮后的蒸氣排到冷凝器B，在這里大量中溫組分R22及少量低溫組分R23組成的冷凝液體經(jīng)儲(chǔ)液器C和節(jié)流閥D到達(dá)冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)；而大量低溫組分R23及少量R22組成的未冷凝蒸氣，由冷凝器上部引入冷凝蒸發(fā)器E，在這里被管內(nèi)蒸發(fā)的液體冷凝。冷凝液流入儲(chǔ)液器F，然后由下部引出經(jīng)節(jié)流閥I去蒸發(fā)器H蒸發(fā)制冷。為了減少損失，在系統(tǒng)中還裝設(shè)了一個(gè)回?zé)崞鱃。ACR雖按單級(jí)壓縮循環(huán)工作，但由于引入了低溫制冷劑R23及采用了分凝過程，從而可以達(dá)到比較低的蒸發(fā)溫度，其溫度范圍低于采用純工質(zhì)的兩級(jí)壓縮循環(huán)。同時(shí)因?yàn)檎舭l(fā)器中R23的液體（含少量R22）蒸發(fā)，其蒸發(fā)壓力較一般的中溫制冷劑高，改善了壓縮機(jī)的工作條件。上述優(yōu)點(diǎn)在應(yīng)用純工質(zhì)的常規(guī)制冷系統(tǒng)中是無法實(shí)現(xiàn)的。各種蒸氣壓縮式制冷方式的比較制冷循環(huán)

使用原因

應(yīng)用溫度范圍

制冷劑

單級(jí)壓縮

一般制冷

5℃～－40℃

一種

雙級(jí)壓縮

壓縮比過大

－40℃～－80℃

一種

復(fù)疊式壓縮

制低溫

<-80℃

兩種或兩種以上

干冰基礎(chǔ)知識(shí)干冰是二氧化碳的固態(tài)，由于干冰的溫度非常低，溫度為攝氏負(fù)78.5度，因此經(jīng)常用于保持物體維持冷凍或低溫狀態(tài)。干冰能夠急速的冷凍物體和降低溫度，并且已經(jīng)被廣泛的使用。干冰在溶解時(shí)不是由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，而是由固態(tài)直接升華為氣態(tài)，因此其融化并不會(huì)產(chǎn)生任何水或液體，也由此我們稱它做“干冰”。物理特性干冰是固態(tài)二氧化碳溫度為零下79℃(-79℃)；汽化時(shí)，溫度仍在零下20℃（-20℃）左右；空氣中的水氣被它冷卻成小水滴(霧滴)，而形成白色煙霧狀；固態(tài)二氧化碳。為白色分子晶體；熔點(diǎn)-56．6℃（101325Pa），-78．477℃升華（101325Pa），密度1．56g/cm3（-79℃）；具有面心立方晶格。使用范圍干冰的使用范圍廣泛，在食品、衛(wèi)生、工業(yè)、餐飲中有大量應(yīng)用。主要有：1.餐廳業(yè)菜肴裝飾、氣份營(yíng)造、影視效果、舞臺(tái)、會(huì)場(chǎng)煙霧制造;2.冷凍食品儲(chǔ)藏與運(yùn)輸；3.家禽肉品冷凍保存；4.空運(yùn)、航運(yùn)需長(zhǎng)時(shí)間冷凍需求者；5.低溫冷凍醫(yī)療用途；6.熱處理、低溫收縮金屬組件；7.生鮮超商業(yè)停電時(shí)食品冷凍保存，應(yīng)急制冷；8.無水制冷、消防滅火；9.工業(yè)清洗、去除積垢，是目前及未來干冰最大的用途之一。10、人工降雨11、溫室大棚施肥,鋼廠鑄造等等干冰是將二氧化碳用人工制冷方法使之凍結(jié)而成的固體。工業(yè)用干冰為白色，相對(duì)密度在1．3～1．5之問，隨制造方法而變。干冰在三相點(diǎn)壓力以下時(shí)，可直接升華為氣體，故用作冷卻劑時(shí)有良好的衛(wèi)生條件。干冰在大氣壓力下升華溫度為一79，而在真空條件下升華時(shí)可得到一l00的低溫工業(yè)上生產(chǎn)干冰可以用多種方法，其流程也有高壓、中壓與低壓之分。

在制取干冰的制冷裝置和多級(jí)離心式制冷系統(tǒng)中，也有使用三級(jí)蒸氣壓縮式制冷循壞。三級(jí)壓縮制冷循環(huán)的工作原理與兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)相似，但由于三級(jí)制冷循環(huán)中冷凝壓力pk與蒸發(fā)壓力p0的壓力比（循環(huán)總壓力比）較大，若來用一次節(jié)流，循環(huán)的節(jié)流損失將大大高于兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)，尤其是采用飽和液體線（X＝0線）比較平坦的制冷劑時(shí)，這種損失更為嚴(yán)重，因此在實(shí)際中為了提高循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性，需采用多次節(jié)流的方式。但采用多次節(jié)流循環(huán)時(shí)，會(huì)使各個(gè)中間冷卻器的制冷劑液面正?？刂齐y度增大，使?jié)櫥捅湃胝舭l(fā)器的機(jī)會(huì)大，另外在工程中坯應(yīng)采取相應(yīng)的措施來保證中間冷卻器正訪工作，防止制冷壓縮機(jī)濕沖程產(chǎn)生。生產(chǎn)干冰的高壓流程是按三級(jí)壓縮制冷循環(huán)工作的。其原系統(tǒng)圖如圖所示。在這－循環(huán)中，CO2既是原料氣，又是制冷劑、系統(tǒng)按開式循環(huán)工柞。當(dāng)干冰的生產(chǎn)量力G（kg／h）時(shí)。每小時(shí)需補(bǔ)充同樣量二氧化碳原料氣.二氧化碳經(jīng)過三級(jí)壓縮，不過冷凝壓力較高,例如當(dāng)冷凝溫度30℃時(shí)，需壓縮到7190kPa而且排氣溫度較高。使用了中間水冷卻.高壓二氧化碳液體也是采用分級(jí)節(jié)流，每次節(jié)流產(chǎn)生的二氧化碳蒸氣，分途進(jìn)入壓縮機(jī)的各級(jí)氣缸中被繼續(xù)壓縮。所不同的是。二氧化碳液體經(jīng)未紙節(jié)流后，系進(jìn)入干冰模中。變?yōu)闅夤虄上嗷旌衔?，固體集存起來，即是干冰,作為產(chǎn)品輸出、補(bǔ)充的原料氣系迸入壓縮機(jī)低壓級(jí)氣缸中。在干冰生產(chǎn)中．為了降低二氧化碳冷凝壓力以減少壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)，就用氨或氟利昂制冷機(jī)使二氧化碳冷凝。這就是生產(chǎn)干冰的復(fù)疊式循環(huán)．生產(chǎn)干冰的復(fù)疊式制冷機(jī)原理復(fù)疊式制冷循環(huán)應(yīng)用中的一些問題1．停機(jī)后低溫制冷劑的處理2.系統(tǒng)的起動(dòng)3．溫度范圍的調(diào)節(jié)思考題1.為什么單級(jí)壓縮制冷壓縮機(jī)的壓力比一般不應(yīng)超過810？2.雙級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的形式有哪些？3.一級(jí)節(jié)流與二級(jí)節(jié)流相比有什么特點(diǎn)？中間不完全冷卻與中間完全冷卻相比又有什么特點(diǎn)？4.雙級(jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)制冷劑與循環(huán)形式如何選擇？5.雙級(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)需要確定的主要工作參數(shù)有哪些？6.如何確定最佳中間壓力？7.蒸發(fā)溫度、冷凝溫度以及容積比的變化對(duì)中間壓力各有何影響？8.什么是復(fù)疊式制冷循環(huán)？為什么要采用復(fù)疊式制冷循環(huán)？復(fù)疊式制冷循環(huán)應(yīng)用中的一些問題1．停機(jī)后低溫制冷劑的處理當(dāng)復(fù)疊式制冷機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，系統(tǒng)內(nèi)部溫度會(huì)逐漸升高到接近環(huán)境溫度，低溫部分的制冷劑就會(huì)全部汽化成過熱蒸氣，這時(shí)低溫部分的壓力將會(huì)超出制冷系統(tǒng)允許的最高工作壓力這一非常危險(xiǎn)的情況。當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，低溫部分允許的最高絕對(duì)壓力為1.079MPa。為解決這一問題，大型系統(tǒng)采用高溫系統(tǒng)定時(shí)開機(jī)，以維持低溫系統(tǒng)較低壓力，但這種方法耗功大；或者將低溫制冷劑抽出裝入高壓鋼瓶中。對(duì)于小型復(fù)疊式制冷裝置，通常在低溫部分的系統(tǒng)中連接一個(gè)膨脹容器，當(dāng)停機(jī)后低溫部分的制冷劑蒸氣可進(jìn)入膨脹容器，如系統(tǒng)中