制冷原理与装置-两级压缩、复叠式选编.ppt

第四章　两级压缩和复叠制冷循环 学习要点： 1、掌握两种两级压缩一级节流循环的工作原理及其热力过程在T-S 图和lgp-h图上的表示； 2、掌握两级压缩一级节流制冷循环的性能指标计算； 3、掌握带氨泵的两级压缩一级节流中间完全冷却制冷循环的工作 原理； 4、掌握两级压缩制冷循环运行特性分析及中间压力的确定； 5、掌握两级复叠制冷循环的工作原理及其热力过程在T-S图和 lgp-h图上的表示； 6、掌握三级复叠制冷循环的工作原理； 7、掌握复叠式制冷循环性能指标计算； 8、掌握复叠 式制冷循环系统运行特性分析。 ; 第一节　概述 为获得低温而采取两级压缩或复叠制冷循环，主要有两方面原因： 1、单级压缩蒸气制冷循环压比的限制 在冷凝温度一定的条件下，蒸发温度越低，其循环的压比越大，压缩机输气系数越小，制冷量也越小。单级压缩蒸气制冷循环压比一般不超过8~10。不同冷凝温度下，在允许压比范围的最大值时，常用的中温制冷剂一般只能获得-20~- 40℃的低温。 2、制冷剂热物理特性的限制 由于制冷剂有高温制冷剂、中温制冷剂和低温制冷剂之分，各种制冷剂又具有不同的热物理特性。例如中温制冷剂R717，其标 准蒸发温度 、凝固温度 、 临界温度 、 临界压力 ，因而它不 适于 以下范围，即使是用于 -33.35~-77.7℃的制冷循环， 也会因蒸发压力低于大气压力而使空气漏入系统的机会增加。同时过低的 会影响到往复活塞式压缩机气阀的自动开闭特性,偏离设计范围。当吸气压力在10~16kpa时，压缩机难以正常工作。 ; 若采用低温制冷剂R23,( )在相同的 下，其蒸发压力可得到较大的提高，制冷剂也不会出现凝固的可能。 但是，通常以水和空气为冷却介质的单级压缩蒸气制冷循环， 一般在30~60℃之间，在这种情况下势必会造成R23 超临界循环，其制冷系统内压力将远远超过允许的1.6Mpa安全压力。这种采用低温制冷剂的单级压缩蒸气制冷循环是根本无法运行。 由此可以得出结论：??获取-60 ℃以上的低温，采用中温制冷剂的两级压缩制冷循环，可使压缩机压比减小，工作效率提高。当需要获取-60 ℃以下的低温时，应采用中温制冷剂与低温制冷剂复叠的制冷循环。一般，两个单级压缩制冷循环复叠用于获取 低温；三个单级压缩制冷循环复叠用于获 低温。 ; 第二节　两级压缩一级节流循环 一、两级压缩一级节流中间不完全冷却制冷循环 1、系统的组成：由低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、中间冷却器、节流阀、蒸发器和回热器组成。 A-低压级压缩机 B-高压级压缩机 C-水冷冷凝器 D-节流阀 E-中间冷却器 F-回热器 G-蒸发器 ;2、循环热力过程在T-S 图和 lgp-h 图上的表示: 1-2和3-4过程分别表示低压级和高压级压缩机 的压缩过程。 2-3表示低压级排气在管道内的冷却过程。点3为 低压级排气与中间冷却器出来的蒸气混合的状态， 即高压级压缩机的吸气状态。 4-5为冷凝器的冷凝过程。 5-6为出冷凝器的部分高压液体在中间冷却器的过 冷过程。 5-9为出冷凝器的另一部分高压液体进中间冷却器 前的节流过程。 9-10为中间冷却器内制冷剂的蒸发过程。 6-7为出中间冷却器的高压液体在回热器的过冷 过程。 7-8表示由回热器出来的有一定过冷度的制冷剂 液体进入蒸发器前的节流过程。 8-0表示制冷剂在蒸发器内的蒸发（制冷）过程。 0-1表示从蒸发器出来的制冷剂蒸气在回热器中的 复热过程。点 1为低压级压缩机的吸气状态。;二、两级压缩一级节流中间完全冷却制冷循环 1、循环系统图 ;2、循环热力过程在T-S 图和 lgp-h 图上的表示: 1－2和3－4为低压级和高压级的压缩 机压缩过程。 2－3为低压级压缩机排气在中间冷 却器内的冷却过程。 4－5为高压级压缩机排气在冷凝器内 的冷却和冷凝过程。 5－7为中间冷却器节流阀的节流过程。 7－3为部分制冷剂液体在中间冷却器 内的蒸发过程。 点3为中间冷却器内的蒸气与低压级压 缩机排出的过热蒸气进行热交换后的 混合状态。 5－8为另一部分制冷剂液体在中间冷 却