单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,3.4,复叠式制冷机循环,采用复叠式制冷循环的原因,为了获得更低温度，采用单一制冷剂的多级压缩,循环将受蒸发温度过低，制冷剂凝固的限制；,氨；标准蒸发温度为,-33.4,，,凝固温度为,-77.7,。,例如,蒸发压力过低会带来以下问题：,蒸发器与外界的压差增大，空气渗入系统的,可能性增加，影响系统的正常工作。,吸气比体积大，实际吸入汽缸的气体减少，,增加了汽缸尺寸。,对活塞式压缩机，压缩机的吸排气靠阀门自动,起闭来完成，当吸气压力低于0.01-0.015MPa时，,难于克服吸气阀弹簧力，影响压缩机,的正常工作。,采用复叠式制冷循环的原因,采用低温制冷剂时，蒸发压力均高于10,KPa,，,但冷凝压力太高，接近于临界状态，使循环,的节流损失大大增加。,采用复叠式制冷循环的原因,例如,用乙烷做低温制冷剂，,当蒸发温度,t,0,=-100,时，蒸发压力,p,0,=542kPa,，,冷凝温度,t,k,=30,时，冷凝压力,p,k,=4860kPa,，,接近其临界状态。节流损失大大增加。,复叠式制冷循环,1.系统的组成：,由两个或数个采用不同制冷剂的单级或多级,制冷系统组成，分别称为高温局部和低温局部。,高温系统使用中温制冷剂，低温系统采用低温制冷剂。,两局部由一只蒸发冷凝器联系起来。,高温局部制冷剂的蒸发用来使低温局部制冷剂冷凝。,两局部之间靠蒸发冷凝器来实现传热。高温局部的制冷剂,再通过自己系统的冷凝器释放给环境介质水或空气。,而低温局部通过自己系统的蒸发器来吸收被冷却对象低温,环境下的热量。,复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和制冷剂种类,实际确定具体使用何种形式主要考虑：,所要达到的温度，使用场所，制冷剂种类，,特性及效率等因素。,说明,2.,复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和,制冷剂种类,最低蒸发温度,制冷剂,制冷循环形式,-80,R22-R23,R22,单级或两级,R23,单级,R507-R23,R507,单级或两级,R23,单级,R290-R23,R290,两级,R23,单级,-100,R22-R23,R22,两级,R23,单级或两级,R507-R23,R507,两级,R23,单级或两级,R22-R1150,R22,两级,R1150,单级,R507-R1150,R507,两级,R1150,单级,-120,R22-R1150,R22,两级,R1150,两级,R507-R1150,R507,两级,R1150,两级,R22-R23-R50,R22,单级,R23,单级,-R50,单级,R507-R23-R50,R507,单级,R23,单级,-R50,单级,复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和制冷剂种类,复叠式制冷循环,3.,制冷,系统及,P-h,图和,T-S,图表示,由两个单级压缩系统组成的复叠式制冷系统,压缩机,蒸发器,节流阀,1,2,3,4,冷凝蒸发器,压缩机,节流阀,冷凝器,5,6,7,8,T,s,2,4,3,1,0,6,8,7,5,循环工况：,高温级 tkg=35,t0g=-45,低温级 tkd=-50,t0d=-85,蒸发器工作的低温室温度:-80,冷凝蒸发器传热温差范围:5-10,低温局部的冷凝温度必须高于高温局部的,蒸发温度。,两级复叠制冷循环系统R22-R23,工作原理图：,辅助设备的作用：,举例,A 低温压缩机；,B高温级压缩机；,C油别离器；,D水冷冷却器；,E冷凝蒸发器；,F过滤器；,G回热器；,H电磁阀；,I热力膨胀阀；,K蒸发器；,W膨胀容器；,V截止阀；,R减压阀；,S低温级排气冷却器,A,B,K,I,H,G,H,F,V,F,D,E,C,W,R,S,两级复叠制冷循环系统R22-R23,两级复叠制冷循环系统R22-R13,回热器：增大循环制冷量，改善压缩机的工作条件。,水冷却器：降低排气温度，减少冷凝蒸发器中,的冷凝热负荷减少高温级循环的制冷量。,膨胀容器：,保证低温级系统防止超压和平安顺利地启动。,油别离器：,防止润滑油进入热交换器，减少传热热阻。,电磁阀：阻止系统停止运行时两局部系统中的高,压制冷剂液体窜入蒸发器，造成系统在启动过,程中，大量液体进入压缩机发生液击事故。,三级复叠制冷循环系统,三级复叠式天然气液化装置工作原理；,采用工质：丙烷，乙烯和甲烷。,两级和单级组成的复叠制冷循环系统,课后阅读,热力计算中需注意问题,1.高温，低温局部单独计算,复叠式制冷循环的热力计算,T,s,2,4,3,1,0,6,8,7,5,制冷量：,低温部分：,高温部分：,2.,低温蒸发器：传热温差尽量小，,最好不大于,5,，,减小不可逆损失。,3.,冷凝蒸发器；传热温差为,5,-10,。,4.中间温度，压力的选用,原那么：a：制冷系数为最大，使能量利用最经济；,b:各个压缩机压力比大致相等，,压缩机的汽缸工作容积利用率较高。,复叠式制冷循环的热力计算,迈勒普拉萨特：,适用范围；两个单级压缩或两个两级压缩组成的复叠制冷机。不适用于一个单级压缩和两个两,级,压缩的制冷机。,举例,启动,a:先启动高温局部，待高温局部的蒸发温度降到,足以保证低温局部的冷凝压力不会超过压缩机,的最高允许压力时，再启动低压局部。,b:小型复叠式制冷机，高、低温局部同时启动，,但须在低温局部压缩机的排气管上装设压力,控制阀，以保证不会超压。,复叠式制冷循环的启动与膨胀容器,2.停机后低温制冷剂的处理问题,大型制冷装置；,a:通常采用的方法是令高温局部定时运转，,以便低温局部始终处于低温状态，,b:将低温制冷剂充入制冷剂瓶中。,小型制冷装置：,在低温局部系统中接入一个膨胀容器，以便,停机后一局部低温制冷剂蒸气进入膨胀容器，,不使系统中的压力过分升高。,复叠式制冷循环的启动与膨胀容器,1.为什么要采用两级压缩制冷？两级压缩制冷循环,有哪几种循环？,2.为什么要采用复叠式制冷循环，它有什么优点？,3.比照单级，两级，复叠式制冷循环原理、,过程、P-h图、T-S图、热力计算等,4.了解两级压缩制冷循环系统中主要设备及辅助,设备的作用。,5.控制容器的作用是什么？,作 业,