两级压缩与复叠式制冷循环

两级压缩与复叠式制冷循环,制冷原理,4.1概述,例4-1有一台制冷压缩机，工质为R22，相对余隙容积为c=0.048，膨胀过程指数m=1.04，冷凝温度tk=40，求所能达到的极限最低蒸发温度。,4.2两级压缩制冷循环,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/p08；最低蒸发温度-25；2.氟利昂制冷系统：pk/p010；蒸发温度-37,三、两级蒸气压缩工作原理压缩过程分两阶段进行:低压级压缩高压级压缩蒸发压力中间压力冷凝压力1.来自蒸发器的低温制冷剂蒸气（压力为Po）先进入低压级压缩机，在其中压缩到中间压力Pm2.经过中间冷却器冷却（分为两种情况中间完全冷却为饱和蒸气和中间不完全冷却为过热蒸气）3.再进入高压级压缩机，将其压缩为冷凝压力Pk，排入冷凝器中,四、两级蒸气压缩类型,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。,五、两级蒸气压缩工作工程,1.一级节流中间完全冷却,五、两级蒸气压缩工作工程,2.一级节流中间不完全冷却,五、两级蒸气压缩工作工程,3.二级节流中间完全冷却,五、两级蒸气压缩工作工程,4.二级节流中间不完全冷却,4.3两级压缩制冷机的热力计算,4.3.1热力计算1.一级节流中间完全冷却氨系统工作原理压焓图,1）单位质量制冷量：q0h1h8kJ/kg2）单位容积制冷量：qvq0/v1kJ/m33）单位冷凝热负荷：qkh4h5kJ/kg4）低压级单位理论压缩功：w0dh2h1kJ/kg5）高压级单位理论压缩功：w0gh4h3kJ/kg6）低压级制冷剂的质量流量：MRdQ0/q0kg/s7）高压级制冷剂的质量流量：8）制冷系数：,2.一级节流中间不完全冷却氟利昂系统工作原理压焓图,1）单位质量制冷量：q0h1h8kJ/kg2）单位容积制冷量：qvq0/v1kJ/m33）单位冷凝热负荷：qkh4h5kJ/kg4）低压级单位理论压缩功：w0dh2h1kJ/kg5）高压级单位理论压缩功：w0gh4h3kJ/kg6）低压级制冷剂的质量流量：MRdQ0/q0kg/s7）高压级制冷剂的质量流量：8）制冷系数：,4.3.2中间压力的确定压缩机已定的情况当已经选配好高、低压级压缩机时，则高、低压级的理论输气量之比为定值，可用试凑法（作图法）确定所需的中间压力。最佳的运行经济性制冷系数最大：最佳中间压力方法1：计算作图法方法2：简单估算法估算压力R717：0.951R22：0.90.95,估算温度求最佳中间压力对于两级氨制冷循环，拉赛(A.Rasi)提出了较为简单的最佳中间温度计算式：,tm=0.4tk+0.6to+3,式中，tm,tk和to分别表示中间温度，冷凝温度和蒸发温度，单位均为。上式不只适用于氨，在4040温度范围内，对于R12也能得到满意的结果。也可用图4-8来代替上述公式,例4-2例4-3作业:4-1,4-24.3.3温度变动时制冷机特性Tk,不变而T0发生变化时:T0升高,1减小,q0增大,Q0增大,提高;T0下降则相反;电机选配:高压级电机按最大功率工况选配,低压级电机可按它投入运行时的工况选配(为什么?先开高压级,后开低压级),结构连接,中间冷却器,作用：1.降低低压级压缩机排出的气体温度，以避免高压级过高的排气温度；2.使高压液体在节流前得到过冷，以提高系统制冷能力，减少节流过程产生的闪发气体；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。设计：1.中间冷却器直径=0.5ms2.中间冷却器蛇形盘管冷却面积,中间冷却器,4.4复叠式制冷机循环,一、复叠式压缩原因1.双级压缩制冷的局限性：双级压缩制冷的制冷温度受制冷剂凝固点的限制不能太低。双级压缩制冷受蒸发压力过低的限制。双级压缩受循环压力比的限制。2.解决方法：采用低温制冷剂。低温制冷剂在常温下无法冷凝成液体，因此采用另一台制冷装置与之联合运行，为低温制冷剂循环的冷凝过程提供冷源，降低冷凝温度和压力。即为复叠式制冷。,二、复叠式压缩工作原理,复叠式压缩制冷系统通常由两个单级压缩制冷循环组成，之间用蒸发冷凝器联系起来：高温部分：采用中温制冷剂，蒸发器为低温部分冷凝器中的制冷剂冷凝服务。低温部分：采用低温制冷剂，蒸发器为用户制冷。工作原理温熵图(压焓图是怎样的?),三、复叠式制冷机,两个单级复叠系统组成的制冷机原理,2.三个单级复叠系统组成的制冷机原理,3.生产干冰的复叠式制冷机原理,生产干冰的复叠式循环原理图及温熵图(a)系统