第4章-兩級壓縮和復(fù)疊式制冷循環(huán)-課件

兩次節(jié)流中間完全冷卻的雙級壓縮制冷循環(huán)一、系統(tǒng)圖、壓焓圖二、概念：雙級壓縮制冷循環(huán)、中間完全冷卻、兩次節(jié)流三、系統(tǒng)圖、壓焓圖分析1PPT課件

2PPT課件

概念雙級壓縮：指首先通過低壓壓縮機將制冷劑蒸氣從蒸發(fā)壓力壓縮到中間壓力，然后再通過高壓壓縮機將制冷劑蒸氣從中間壓力繼續(xù)壓縮到冷凝壓力。蒸發(fā)器的制冷劑蒸汽P0→低壓級壓縮機Pm→中間冷卻器→高壓級壓縮機Pk→冷凝器Pk。中間完全冷卻：指低壓級壓縮機排出的氣體被冷卻成中間壓力下的干飽和蒸氣。兩次節(jié)流：制冷工質(zhì)液體從冷凝壓力節(jié)流到蒸發(fā)壓力，要先后經(jīng)過兩個節(jié)流閥。3PPT課件系統(tǒng)循環(huán)過程蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)１），被低壓壓縮機吸入并壓縮成中間壓力的過熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進入同一壓力的中間冷卻器，在中間冷卻器內(nèi)被冷卻成干飽和蒸氣（狀態(tài)３）。中壓干飽和蒸氣又被高壓壓縮機吸入并壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣（狀態(tài)４），隨后進入冷凝器被冷凝成低溫高壓液體（狀態(tài)５）。經(jīng)過節(jié)流閥A變成氣液兩態(tài)進入中間冷卻器。從中間冷卻器出來的液態(tài)制冷劑進入節(jié)流閥B后變成氣液兩態(tài)再進入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)。4PPT課件壓焓圖分析

圖中1—2：低壓壓縮機的壓縮過程；

2—3：低壓級排氣在中間冷卻器中的冷卻過程；

3—4：高壓級壓縮機的壓縮過程；

4—5：高壓過熱氣體在冷凝器中的冷卻、冷凝過程；

5—6：高壓液體經(jīng)節(jié)流閥A進入中間冷卻器的節(jié)流過程；

6—3：中壓制冷劑在中間冷卻器中的蒸發(fā)過程；

7—8：中壓液體制冷劑經(jīng)節(jié)流閥B進入蒸發(fā)器的節(jié)流過程；8—1：制冷劑低壓液體在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程；

5PPT課件單位制冷量：q0=h1–h8=h1–h7低壓級壓縮機的理論比功：

ω0D=h2-h1低壓級壓縮機的質(zhì)量流量：

qmD=Φ0/q0=Φ0/(h1-h7)低壓級壓縮機的實際輸氣量：

qvsD=qmDv1=Φ0v1/(h1-h7)低壓級壓縮機的理論輸氣量：

qvhD=qvsD/λD=Φ0v1/(h1–h7)λD6PPT課件高壓級壓縮機的理論比功：ω0G=h4

-–h3中間冷卻器的熱平衡關(guān)系：

qmDh2+qmD(h5-h7)+(qmG-qmD)h5=qmGh3高壓級壓縮機的制冷劑流量:qmG=(h2–h7)Φ0/(h3-h5)(h1–h7)7PPT課件一．采用兩級壓縮的原因1.壓縮機的最大壓差是其受力零件強度計算的依據(jù)。如果在運行時，壓力差超過規(guī)定的數(shù)值，將會引起壓縮機零部件的損壞。2．壓縮機壓力比也有一定的限制。如果壓力比過高，會帶來如下影響：(1)壓力比過大時，壓縮機的排氣溫度升高，將使壓縮機氣缸壁上的潤滑油變稀，潤滑條件變壞；（2）當(dāng)活塞回行時，氣缸余隙容積中的蒸氣膨脹后體積過大，因而，使壓縮機的輸氣系數(shù)減少（3）液體制冷劑節(jié)流引起的損失增加，使循環(huán)的經(jīng)濟性下降。8PPT課件中間冷卻器的作用1.降低低壓級壓縮機排氣溫度，以避免高壓級過高的排氣溫度。2.起到油分離器的作用，它可將由低壓級壓縮機帶來的潤滑油，通過改變流動方向、降低流速、洗滌和降溫作用分離出來，并由放油管排出.9PPT課件10PPT課件

一級節(jié)流，中間完全冷卻

兩級壓縮制冷循環(huán)11PPT課件12PPT課件

蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣（狀態(tài)１），被低壓壓縮機吸入并壓縮成中間壓力的過熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進入同一壓力的中間冷卻器，在中冷器內(nèi)被冷卻成干飽和蒸氣（狀態(tài)３）。中壓干飽和蒸氣又被高壓壓縮機吸入并壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣（狀態(tài)４），隨后進入冷凝器被冷凝成液體（狀態(tài)５）。然后分成兩路，一路經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后（狀態(tài)８）進入中間冷卻器，大部分液體從另一路進入中間冷卻器的盤管內(nèi)過冷（狀態(tài)６），成為過冷液體，進入第二個節(jié)流閥，節(jié)流后進入蒸發(fā)器。循環(huán)過程

13PPT課件單位制冷量：q0=h1–h8=h1–h7低壓級壓縮機的理論比功：

ω0D=h2-h1低壓級壓縮機的質(zhì)量流量：

qmD=Φ0/q0=Φ0/(h1-h7)低壓級壓縮機的軸功率：

PeD=qmDω0D/ηkD=Φ0(h2-h1)/(h1-h7)ηkD低壓級壓縮機的實際輸氣量：

qvsD=qmDv1=Φ0v1/(h1-h7)低壓級壓縮機的理論輸氣量：

qvhD=qvsD/λD=Φ0v1/(h1–h7)λD14PPT課件高壓級壓縮機的理論比功：ω0G=h4

-–h3中間冷卻器的熱平衡關(guān)系：

qmDh2+qmD(h5-h7)+(qmG-qmD)h5=qmGh3高壓級壓縮機的制冷劑流量:qmG=(h2–h7)Φ0/(h3-h5)(h1–h7)高壓級壓縮機的軸功率：PeG=qmGω0G/ηkG=Φ0(h2-h7)(h4-h3)/(h1-h7)(h3–h5)ηkG熱力計算15PPT課件熱力計算高壓級壓縮機的實際輸氣量：

qvsG=qmGv3=Φ0(h2-h7)v3/(h1-h7)(h3-h5)高壓級壓縮機的理論輸氣量：

qvhG=qvsG/λG=Φ0(h2-h7)v3/(h1-h7)(h3-h5)λG理論循環(huán)性能系數(shù)：

COP0=Φ0/(qmDω0D+qmGω0G)實際循環(huán)性能系數(shù)：

COP0=Φ0/(qmDω0D/ηkD+qmGω0G/ηkG)16PPT課件熱力計算冷凝器熱負荷：

Φk=qmG(h4s-h5)h4s=h3–(h4–h3)ηiG制冷量：

Φ0=qvhDλD(h1-h7)/v117PPT課件

一級節(jié)流，中間不完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)18PPT課件一級節(jié)流，中間不完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)19PPT課件工作過程：從蒸發(fā)器出來的蒸汽經(jīng)回?zé)崞骱蟊坏蛪簤嚎s機吸入，壓縮到中間壓力并與中冷器出來的干飽和蒸汽在管路中進行混合，使從低壓機排出的過熱蒸汽被冷卻后再進入高壓壓縮機，經(jīng)壓縮到冷凝壓力并進入冷凝器，冷凝后的高壓制冷劑液體進入了中冷器的蛇形盤管進行再冷卻，然后進入回?zé)崞髋c從蒸發(fā)器出來的低溫低壓蒸汽進行熱交換，使從中冷器蛇形盤管中出來的過冷液體再一次得到冷卻，最后經(jīng)膨脹閥進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)。循環(huán)過程20PPT課件熱力計算

①中間冷卻器的熱平衡關(guān)系：液體過冷放熱量=節(jié)流后的低壓液體吸熱量

qmG=qmD(h3-h8)/(h3-h6)②3與4混合的熱平衡關(guān)系：兩股氣體的焓=混合后氣體的焓

h4=h3+(h3-h6)(h2–h3)/(h3-h8)

21PPT課件二級節(jié)流中間不完全冷卻制冷循環(huán)22PPT課件中間補氣23PPT課件4.3兩級壓縮制冷機的熱力計算和溫度變動時的特性4.3.1兩級壓縮制冷機的熱力計算步驟：確定制冷劑和循環(huán)型式，確定循環(huán)的工作參數(shù)，性能參數(shù)計算。制冷劑：中溫制冷劑。如R717，R22，R290循環(huán)型式:回?zé)嵊欣挠弥虚g不完全冷卻方式，如R290;回?zé)岵焕挠弥虚g完全冷卻方式，如R717，R22.若t0低可用回?zé)崞魈岣遲1循環(huán)參數(shù)：t0

和tk由制冷裝置的用途和環(huán)境介質(zhì)的溫度確定。

24PPT課件4.3.2中間壓力的確定

1）壓縮機已確定時理論輸氣比ξ=qvhG/qvsD=定值作圖法：①選若干t為中間溫度，分別進行熱力計算，得相應(yīng)的ξ。②作ξ=f(tm)曲線，得到已知的ξ對應(yīng)的tm

。25PPT課件26PPT課件4.3.2中間壓力的確定2）未確定壓縮機時,

按制冷系數(shù)最大原則確定;①

②

選若干t為中間溫度，分別進行熱力計算，得相應(yīng)的COP0③

作COP0=f(tm)曲線，得COP0max對應(yīng)的tm27PPT課件作圖法28PPT課件3）對于氨制冷劑的雙級系統(tǒng)

用拉塞公式確定最佳中間溫度：

tm=0.4tk+0.6t0+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。例4-2按制冷系數(shù)最大原則確定中間溫度；例4-3作圖法確定中間溫度。29PPT課件

根據(jù)我國冷藏庫的生產(chǎn)實踐，當(dāng)蒸發(fā)溫度t0=-28～-40℃范圍內(nèi)時，容積比通常取0.33～0.5之間，即qvhG:qvsD=1:3～1:2。在長江以南地區(qū)宜取大些。合理容積比的選擇還應(yīng)結(jié)合考慮其他經(jīng)濟指標(biāo)。配組雙級壓縮機的容積比可以有較大的選擇余地。如果采用單機雙級壓縮機，則它的容積比是既定的，容積比的值通常只有0.33和0.5兩種。30PPT課件4.3.3溫度變動時制冷機的特性1.變工況特性（1）蒸發(fā)溫度的變化對中間壓力的影響：①隨著t0的升高，壓力pk和pm都不斷升高，但pk升高得快；②隨著t0的升高，壓力比πD和