《低温制冷技术概述》PPT课件

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1、低温制冷技术目录低温制冷系统形式1低温制冷剂2低温制冷应用3低温定义制冷技术中低温指的是蒸发器侧的温度范围，在不同应用中低温所指的范围有所区别：1）在空调中，蒸发器中水或酒精的温度达到0℃，就被认为是低温;2）在工业制冷中，蒸发器中热汇的温度快速达到－45～－50℃，才被认为是低温;3）在低温医学和低温生物学领域中，温度范围在－73～－123℃，才算是低温;4）在低温学领域，温度接近－273℃才被指定为低温。随着现代工业技术的发展工业制冷的应用范围不断扩展，所涵盖的低温温度范围也不断扩大，现在－40～－100℃的温度范围都属于工业制冷所指的低温。如何实现低温制

2、冷多级蒸汽压缩系统(-70~-40℃)复叠制冷系统(-90~-60℃)自复叠制冷系统(-40~-150℃)多（两）级压缩制冷循环一、单级蒸气压缩局限性1.冷凝压力↔tk↔环境温度、冷却介质温度蒸发压力↔t0↔用户要求（制冷系统的用途）2.用户要求蒸发温度↘→蒸发压力↘→压缩比（pk/p0）↗压缩机输气系数下降；3.pk/p0增大导致→压缩机排气温度升高，润滑条件变坏；耗功增加，制冷量下降，制冷系数降低。二、单级蒸气压缩条件1.氨制冷系统：pk/p0≤8；最低蒸发温度-25℃；2.氟利昂制冷系统：pk/p0≤10；蒸发温度-37℃表1单级活塞式压缩机的最低蒸发温

3、度采用多级蒸汽压缩式制冷循环来获取低温，能够避免或减少单级蒸汽压缩制冷循环中由于压力比过大所引起的一系列不利的因素，从而改善制冷压缩机的工作条件，提高制冷效率，具体优点如下：（1）可降低各级压缩比，减小活塞式制冷压缩机的余隙容积影响，减少制冷剂回气与气缸壁间的热交换，减少制冷剂在压缩过程中的窜气泄漏，提高制冷压缩机的输气系数，从而增大制冷量。（2）可降低各级的排气温度，减小压缩过程中的不可逆损失，保证设备更加高效、安全运行。（3）可降低各级的压力差，使运行的平衡性能提高、机械摩擦和磨损减小。有利于简化设计和降低成本。（4）可减少节流损失，提高制冷效率。多级蒸汽

4、压缩式制冷循环的优点两级蒸汽压缩的类型单机双级：一台压缩机,气缸一部分为高压级,一部分为低压级。双机双级：两台压缩机，分别为高压级和低压级。一级节流：供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力。二级节流：一级节流至中间压力，二级节流至蒸发压力。中间完全冷却：将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却：未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。就循环的经济性而言，两次节流优于一次节流；但一次节流更具实际意义，被广泛使用：供液压差大，可实现远距离供液或高层供液；只用一只节流阀，系统简化；阀前后压差大，节流前液体过冷度大，不易闪蒸。简要介绍一次节流中间完全

5、冷却循环；一次节流中间不完全冷却循环；一次节流中间完全冷却两级压缩制冷系统系统基本组成压焓图适用于大型氨制冷系统。一次节流中间不完全冷却两级压缩制冷系统基本组成示意图压焓图适用于氟利昂制冷系统。中间冷却器中间冷却器示意图作用：1.降低低压级压缩机排气温度，避免高压级排气温度过高；2.使高压液体在节流前得到过冷，以提高系统制冷能力，减少节流产生的闪发气体；3.起到油分离器的作用，它可将由低压级压缩机带出的润滑油，通过改变流动方向、降低流速、洗涤和降温作用分离出来，并由放油管排出。复叠式制冷循环是用两种或两种以上不同的制冷剂，分别组成两个或两个以上相互独立的单级或

6、两级压缩制冷循环，并把它们合成一个系统进行制冷循环。它可以获-130℃至-80℃的低温。常见形式：由两个单级压缩制冷循环组成的二元复叠式制冷循环由一个两级压缩制冷循环和一个单级压缩制冷循环组成的二元复叠式制冷循环由三个单级压缩制冷循环组成的三元复叠式制冷循环复叠式压缩制冷系统采用多级压缩制冷循环可获得-80℃以上的低温，但是当需要制取更低的温度时，由于冷凝温度与蒸发温度相差过大，多级压缩制冷循环也难以胜任。因此采用复叠式制冷压缩。二元复叠式制冷循环示意图二元复叠式压缩制冷系统高温部分：采用中温中压制冷剂（如氨、丙烷等），蒸发器为低温部分冷凝器工作创造低温冷凝的

7、放热环境。低温部分：采用低温高压制冷剂（如R23、CO2等），蒸发器为用户制冷。蒸发冷凝器：实现两部分之间的热量交换，本系统可制取-80~-60℃的低温。在制取同样冷量的要求下，复叠式制冷的低温部分制冷压缩机的理论输气量比两级压缩时低压级制冷压缩机的理论输气量可以小得多，使得整个机组的制冷压缩机尺寸减小、重量减轻。每台制冷压缩机的工作压力范围比较适中，低温部分制冷压缩机的输气系数及实际效率都有所提高，尤其是摩擦功率减少，因此循环的制冷系数提高。两部分系统内能保持正压，空气不易漏入，运行的稳定性好。复叠式制冷循环一般需要采用冷凝蒸发器、膨胀容器、气液热交换器等设

8、备，并需采用多元制冷剂，系统比较复杂。