双级和复叠式蒸气压缩制冷循环

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1、制冷技术与应用第六章双级和复叠式蒸气压缩制冷循环基本要求：1．熟悉采用双级和复叠式蒸气压缩制冷循环的原因。2．掌握一次节流、中间完全冷却和中间不完全冷却的热力计算方法。3．在螺杆式和两级压缩离心式制冷循环中使用经济器的节能意义。4．复叠式蒸气压缩制冷循环的特点。蒸发温度降低对单级制冷循环的影响：1．节流损失增加，制冷系数下降。2．压缩机的排气温度上升。3．压缩机运行时的压力比增大，容积效率下降。第一节双级蒸气压缩式制冷循环一、一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环1．循环过程它与单级压缩制冷循环流程的主要区别是大部分制冷剂必须在高、低压级两只气缸中进行压缩，还增设了中间冷却器和

2、膨胀阀。当蒸发温度较低时，采用双级压缩制冷循环可达到以下目的：（1）降低压缩机的排气温度（2）降低压力比（3）减少节流损失2．热力计算如果已知一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环所需要的制冷量、冷凝温度和蒸发温度，则该循环的热力计算步骤和公式如下：[MPa]t7=t6+△t[℃][kg/s]Mr1(h2－h3)＋Mr1(h5－h7)=Mr2(h3－h6)[kg/s]Qk=Mr(h4－h5)[kW]Vri=Mr1v1[m3/s]Vr2=Mrv3[m3/s]N1=Mr1(h2－h1)[kW]N2=Mr(h4－h3)[kW]N=N1＋N2[kW]二、一次节流、不完全中间冷却的双级压缩

3、制冷循环1．循环过程2．热力过程[MPa]t1=t0+△t'[℃]h8=h7＋h0－h1[kg/s][kg/s]Mr1(h3'－h6)=Mr2(h5－h7)[kg/s]Mr2h2＋Mr1h3'=(Mr1＋Mr2)h3=Mrh3[kJ/kg]Qk=Mr(h4－h5)[kW]Vri=Mr2v1[m3/s]Vr2=Mrv3[m3/s]N1=Mr2(h2－h1)[kW]N2=Mr(h4－h3)[kW]N=N1＋N2[kW]第二节带有经济器（省功器）的压缩式制冷循环一、带有经济器的螺杆式压缩制冷循环二、带有经济器的离心式压缩制冷循环第三节复叠式蒸气压缩制冷循环采用一种制冷剂循环将出现的问题：

4、1．任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其蒸发器压力也必然降低。2．任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其比容就很大。复叠式蒸气压缩制冷循环是由两个或两个以上的单级制冷循环组成，而且在两个制冷系统中充加不同性质的制冷剂。它既能满足在较低蒸发温度时有合适的蒸发压力，又能满足在环境温度条件下冷凝时具有适中的冷凝压力。在双级压缩制冷循环中，低压级排出的过热蒸汽，被冷却在成中间压力P01时的饱和蒸汽为中间完全冷却；而过热蒸汽仅仅降低了温度，但又未能达到干饱和状态者称为中间不完全冷却。无论是采用一次节流中间完全冷却，还是采用一次节流中间不完全冷却，都是为了使高压级压缩机的排汽温度不致过高，功耗降低，提高

5、制冷效率。用哪一种中间冷却方式，是由采用的制冷剂的种类来决定。有资料表明：凡是在单级压缩中采用回热循环，其制冷系数降低的制冷剂，在双级压缩循环中如采用中间完全冷却，则制冷系数是提高的；用不完全中间冷却，制冷系数则是降低的。反之，在单级压缩回热循环中，使用制冷提高的那些制冷剂，则在双级压缩循环中用完全中间冷却，制冷系数却降低；用不完全中间冷却，制冷系数反而提高。在氨双级压缩中，中间冷却方式采用完全中间冷却，能使制冷系数增大。氨的等熵指数较大，压缩终温较高，如采用不完全冷却，将使高压级的排气温度升高，使高压压缩机的压比限制在较小的范围内。由此可见，采用氨作制冷剂时，从制冷系数，单位容积

6、制冷量及排气温度来看，均应采用完全中间冷却方式。在氟里昂双级压缩中，由于低压缸排出的过热蒸汽温度较高，比容较大，为了避免高压级的排气温度过高，减少蒸汽与气缸壁的热交换，改善制冷机的工作条件，减少压缩功，提高经济合理性等原因，需对低压级排出的过热蒸汽进行冷却。通过循环分析得出结论，R717、R12、R502等制冷剂均应采用不完全中间冷却。R22的特性介于R12与R717之间，在双级压缩中可采用完全中间冷却，也可采用不完全中间冷却，对于用R22的小型双级压缩机，为使系统和设备简化起见，通常多采用不完全中间冷却方式。