雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)原理

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1、雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)原理一、兩級(jí)壓縮采用的原因???制冷系統(tǒng)的冷凝溫度（或冷凝壓力）決定于冷卻劑（或環(huán)境）的溫度，而蒸發(fā)溫度（或蒸發(fā)壓力）取決于制冷要求。由于生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)制冷溫度的要求越來(lái)越低，因此，在很多制冷實(shí)際應(yīng)用中，壓縮機(jī)要在高壓端壓力（冷凝壓力）對(duì)低壓端壓力（蒸發(fā)壓力)的比值（即壓縮比）很高的條件下進(jìn)行工作。由理想氣體的狀態(tài)方程Pｖ/T≡Ｃ可知，此時(shí)若采用單級(jí)壓縮制冷循環(huán)，則壓縮終了過(guò)熱蒸氣的溫度必然會(huì)很高(Ｖ一定，Ｐ↑→Ｔ↑），于是就會(huì)產(chǎn)生以下許多問(wèn)題。???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。

2、???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)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(guò)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(guò)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。為了解決上述問(wèn)題，滿足生產(chǎn)要求，實(shí)際中常采用帶有中間冷卻器的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)。但是，雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)所需的設(shè)備投資較單級(jí)壓縮大的多，且操作也較復(fù)雜。因此，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，一般當(dāng)壓縮比≥８時(shí)，采用雙級(jí)壓縮較為經(jīng)濟(jì)合理。???二、雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的組成及常見(jiàn)形式???兩級(jí)壓

3、縮制冷循環(huán)，是指來(lái)自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣要經(jīng)過(guò)低壓與高壓壓縮機(jī)兩次壓縮后，才進(jìn)入冷凝器。并在兩次壓縮中間設(shè)置中間冷卻器。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)由于節(jié)流方式和中間冷卻程度不同而有不同的循環(huán)方式，通常分為：兩次節(jié)流中間完全冷卻、兩次節(jié)流中間不完全冷卻、一次節(jié)流中間完全冷卻和一次節(jié)流中間不完全冷卻四種兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)方式。其中，兩次節(jié)流是指制冷劑從冷凝

4、器出來(lái)要先后經(jīng)過(guò)兩個(gè)膨脹閥再進(jìn)入蒸發(fā)器，即先由冷凝壓力節(jié)流到中間壓力，再由中間壓力節(jié)流到蒸發(fā)壓力，而一次節(jié)流只經(jīng)過(guò)一個(gè)膨脹閥，大部分制冷劑從冷凝壓力直接節(jié)流到蒸發(fā)壓力，相比之下，一次節(jié)流系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，且可以利用其較大的壓力差實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離或高層冷庫(kù)的供液。因此實(shí)踐中采用的基本上都是一次節(jié)流兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)。至于采用哪一種中間冷卻方式，由選用制冷劑的種類(lèi)來(lái)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。１.一次節(jié)流中間完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)???這個(gè)系統(tǒng)的特點(diǎn)是采用盤(pán)管式中間冷卻器。它既有兩級(jí)節(jié)流的減少節(jié)流損失效果，又起到對(duì)低壓級(jí)排氣完全冷

5、卻的作用。其工作過(guò)程是：???在蒸發(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(jī)吸入并壓縮成中間壓力的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)２），然后進(jìn)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(jī)吸入并壓縮到冷凝壓力的過(guò)熱蒸氣（狀態(tài)４），隨后進(jìn)入冷凝器被冷凝成制冷劑液體（狀態(tài)５）。然后分成兩路，一路經(jīng)膨脹閥Ｆ節(jié)流降壓后（狀態(tài)８）進(jìn)入中間冷卻器，大部分液體從另一路進(jìn)入中間冷卻器的盤(pán)管內(nèi)過(guò)冷（狀態(tài)６），但由于存在傳熱溫差，故其在盤(pán)管內(nèi)不可能被冷卻到中間溫度，而是比中間溫度一般高△ｔ＝３－５℃。過(guò)冷后的液體再經(jīng)過(guò)主膨脹閥節(jié)流降壓成低溫低壓的過(guò)冷液（狀態(tài)７）

6、，最后進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)。???這種循環(huán)系統(tǒng)只適用于Ｒ717與Ｒ22的雙級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)中。???２.一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)一次節(jié)流中間不完全冷卻的雙級(jí)循環(huán)，主要適用于氟利昂制冷裝置，采用回?zé)嵫h(huán)。如圖3-4所示的SD2——4F——10A型兩級(jí)壓縮氟利昂制冷裝置系統(tǒng)圖，就是按圖3-3的循環(huán)設(shè)計(jì)的。這種循環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：制冷劑主流先經(jīng)盤(pán)管式中間冷卻器過(guò)冷，再經(jīng)回?zé)崞鬟M(jìn)一步冷卻；且低壓壓縮機(jī)的吸氣有較大的過(guò)熱度；此外，低壓級(jí)的排氣沒(méi)有完全冷卻到飽和狀態(tài)。其工作過(guò)程為：從蒸發(fā)器出來(lái)的蒸汽經(jīng)回?zé)崞骱蟊坏蛪簤嚎s機(jī)吸入，壓縮到中間壓力并與中冷器出來(lái)的干飽和蒸

7、汽在管路中進(jìn)行混合，使從低壓機(jī)排出的過(guò)熱蒸汽被冷卻后再進(jìn)入高壓壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮到冷凝壓力并進(jìn)入冷凝器，冷凝后的高壓制冷劑液體進(jìn)入了中冷器的蛇形盤(pán)管進(jìn)行再冷卻，然后進(jìn)入回?zé)崞髋c從蒸發(fā)器出來(lái)的低溫低壓蒸汽進(jìn)行熱交換，使從中冷器蛇形盤(pán)管中出來(lái)的過(guò)冷液體再一次得到冷卻，最后經(jīng)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)。?這種循環(huán)系統(tǒng)，只適用于Ｒ12或Ｒ22的雙級(jí)制冷循環(huán)系統(tǒng)中，而決不能用于氨的制冷系統(tǒng)中。這是因?yàn)椋弘m然高、低壓級(jí)吸入蒸汽的過(guò)熱度都比較大，但是因?yàn)榉旱慕^熱指數(shù)K值比氨要小，故壓