两级压缩和复叠式制冷循环.pdf

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1、两级压缩和复叠式制冷循环1.1概述1.2两级压缩制冷循环1.3两级压缩制冷机的热力计算和温度变动时的特性1.4复叠式制冷机循环1.1概述一.单级压缩与多级压缩下几个问题：压缩机的压缩比pk/p0问题：①压缩机的容积系数（即在蒸汽压缩式制冷循环中，容积效率）会降低；冷凝压力pk和蒸发压力p0都是变在一定情况下，容积效率会化的。变为零——压缩机不再吸气，空①pk的变化：转而不制冷。冷凝压力取决于冷凝温度，②压缩机耗功会增加。冷凝温度取决于环境温度，而环③排气温度增高或过高，从境温度是变化的；而使润滑油变稀，压缩机润滑条②p的变

2、化：0件恶化。蒸发压力取决于蒸发温度，蒸发温度取决于制冷需求，而制一个关于容积效率的例子：冷需求是变化的。例4-1一台制冷机，工质不同的制冷要求，对应不同为R22，相对余隙容积C=0.048，的pk/p0数值。膨胀过程指数m=1.04，冷凝温度当压缩比增大时，会带来以tk=40℃，求允许最低蒸发温度.1.1概述例1-1一台制冷机，工质查p343中R22饱和液体与蒸汽为R22，相对余隙容积C=0.048，查热力性质表，得膨胀过程指数m=1.04，冷凝温度t=40℃，p=1.534MPakkt=40℃，求允许最低蒸发温度.k于

3、是得解：容积效率计算公式：p0=1.534/24.699⎡1⎤=0.0621(MPa)λ=1−C()ppm−1v⎢k0⎥由p=0.0621MPa，查得⎣⎦0当出现最低蒸发温度时，λv=0t0=−50.5℃，为蒸发温度极限值。1⎡()⎤∴0=1−C⎢pkp0m−1⎥当蒸发温度达到此温度时，⎣⎦m制冷机压缩机照常运行；⎛1+C⎞∴pkp0=⎜⎟但无法得到任何的制冷效⎝C⎠果，且空耗部分电能。1.04⎛1+0.048⎞解决问题的方法：=⎜⎟=24.699⎝0.048⎠变单级压缩为多级压缩。1.1概述二.复叠式制冷压缩机气缸尺寸过

4、大，运行为获得更低的制冷温度，则要经济性下降。求制冷剂必须工作在更低的蒸发温④吸气阀开启困难。如p=15kPa，则推动吸气阀度下，势必出现压缩比大的问题。0开启的压差≤15kPa，太小。压缩比增大，可以采用多级压若单从蒸发压力的角度看，缩、级间冷却的手段加以对待。采用低温制冷剂，p会高些，但但蒸发温度过低会带来其它难0p一般也会很高。k以克服的问题：到目前为止，还难以找到一①可能出现制冷剂凝固。种制冷剂——它既满足p不太k如需要-80℃的蒸发温度时，高，又满足p不太低。0采用氨作制冷剂的话，它会在设备解决的办法：内凝固(氨

5、的凝固点为-77.7℃)。在一套制冷机中同时采用两②蒸发压力甚低，空气漏入系种及以上不同的制冷剂，使之满统的可能性加大。足在低温蒸发时具有合适的p，0③吸气比容增大和输气系数降又满足冷凝时具有合适的pk。低，导致：即采用复叠式制冷循环。1.2两级压缩制冷循环两级压缩制冷循环，就是采取②二级节流循环两级压缩+中间冷却手段的制冷。将高压液体先从p节流到p，km一般按照中间冷却和节流的方再由p节流降压至p，为两级节k0式分为如下几种：流循环。1.按照中间冷却方式分一.一级节流、中间完全冷①中间完全冷却循环却的两级压缩制冷循环将低

6、压级的排气冷却到中间压1.系统原理图与p-h图力p所对应下的饱和蒸汽。m54②中间不完全冷却循环C3低压级的排气冷却后未达到中间压力p所对应下的饱和蒸汽。m2.按节流方式分6①一级节流循环72制冷剂液体由pk直接一次节流8E1到p，为一级节流循环。01.2两级压缩制冷循环2.工作流程54C1-2：低压缸中qmD流量工质，q3mG被压缩、升温、升压；2-3：q流量的排气在中间冷mDq却器中被冷却至p下饱和蒸汽；6mDm(q-q)73-4：qmG流量工质在高压缸中mGmD2被压缩、升温、升压；8E14-5：q流量工质在冷凝器中

7、mG被冷却、冷凝至5点；5-6：(q-q)流量工质节mGmDp流进入冷却器，用于将出自冷凝器754pqmD流量工质的过冷(5-7)和出自低k压缸q流量工质的冷却(2-3)；3pmD62mp6-3：(qmG-qmD)因实现5-7的810过冷和2-3的冷却而在p下吸热成m为饱和蒸汽；0h1.2两级压缩制冷循环2.工作流程54C7-8：qmD流量工质一次节流进q3mG入蒸发器；8-1：q流量工质在蒸发器内mD吸热（制冷）成低压饱和蒸汽。q6mD*关于5-7：qmD流量被过冷，72是为减小节流后8点的干度，减少(qmG-qmD)E

8、81节流后的无效蒸汽量。一般有t7=tm+3~5℃3.热力计算p热力计算是循环装置中最基本、也是最关键的计算。754pk(1)单位制冷量3p62mq0=h1-h8kJkg81p0(2)低压缸消耗理论功w0D=h2-h1kJkg0h1.2两级压缩制冷循环3.热力计算54C(3)q流量mDq3mG当制冷量为