自然复叠系统与低温制冷
R404A／CO2复叠制冷系统与CO2低温载冷剂系统对比分析
２（ ）／３ 年 ４ 月
｛垮
室 调
ＲＥＦＲＩ ＧＥＲＡ Ｔ１ ０Ｎ Ａ ＮＤ ＡＩ Ｒ ＣＯ ＮＤＩ ＴＩ ＯＮ Ｉ Ｎ Ｇ
Ｒ４ ０ ４ Ａ／ Ｃ ｏ ２ 复 叠 制 冷 系统 与 Ｃ Ｏ２ 低 温 载 冷 剂 系统 对 比分 析
秦 海杰 衣永 海
（ 大 连 三 洋 压 缩 机 有 限公 司 ）
ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈ ｅ ＥＥＲ ｏ ｆ ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｈｉ ｇ ｈｅ ｒ ｔ ｈａ ｎ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ ｆ ＣＯ２ ｌ ｏｗ
ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｒ ｅ ｓ ｉ ｍ ｐｌ ｙ ｓ ｕ ｍｍａ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ， ａ ｎｄ ｔ ｈｅ Ｅ ＥＲ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍ ｐａ ｒ ｅ ｄ．Ｔｈｅ
Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｒ ４ ０ ４ Ａ／ Ｃ Ｏ２ ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ
ＣＯ２ ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎｄ ａ ｒ ｙ ｒ ｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｎ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｒ４ ０ ４Ａ ； Ｃ０，
目前 ， 节 能减 排 、 环 境 保 护 已成 为 全 球 共 同 关
方 式不 同于普 通制冷 剂 。
１ ． １ 跨 临 界 循 环
自动复叠与单机两级压缩制冷的运行比较研究
有 时仍 不能 达 到所需 温度 ， 而复 叠式 制冷 循环 采用 ２套相 互 独立 的制冷 循 环 ， 每个 循 环 使用 不 同的制 冷 剂 ，
它 既能 满足 在较 低蒸 发 温度 下蒸 发 时合 适 的蒸发 压力 ， 又可 满 足在环 境温 度下 冷凝 时适 中的冷凝 压力 ， 但 这 种 系统需 要 ２台 以上 压 缩机 ， 系 统控 制难 度大 ， 结 构更 加 复杂 ； 自动 复叠 制 冷是 一 种 特殊 形 式 的复 叠 式制 冷 系统， 只需 １台压缩 机就 能使 混 合制 冷剂 工作 ， 可 有效 减小 系统 的体 积 。 同时 ， 混合 工质 的使 用 ， 又使 它具有
第 ３ Ｏ卷 第 ３期 ห้องสมุดไป่ตู้
２ ０ １ ５ 年 ９ 月
青 岛大 学 学 报 （ 工 程技术版 ）
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＱＩ ＮＧＤＡＯ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ （ Ｅ＆Ｔ）
Ｖｏ１ ．３ Ｏ ＮＯ． ３
Ｓｅ ｐ ．２ ０ １ ５
文 章 编 号 ：ｌ Ｏ Ｏ ６ —９ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ —０ １ ０ ５ —０ ４ ；Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ３ ３ ０ ６ ／ ｊ ． １ ０ ０ ６—９ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． ０ ２ １
工作 原理 和特 点 ， 并在 相 同运 行条 件下 ， 分 别对 两种 循环方 式 的降 温速率 、 制 冷量 、 消耗 功
率 和性 能系 数进行 实 验 研 究 。研 究 结 果 表 明 ， 随着 蒸 发 温 度 的 降低 （ 蒸 发 温度 为 一４ ０ ～
一
６ ０℃之 间） ， 自动 复叠 制 冷 系统 的降 温 速 率 、 制 冷量 、 消耗 功 率 和性 能 系 数 均优 于 两 级
采用自然复叠制冷-40℃低温冷柜的仿真设计
１ 前 言
们采用了 Ｒ１２／Ｒ１１５混合制冷剂。１９６５年 ，Ｆｕｄｅｒ—
ｅｒ应 用 与 Ｐｏｄｂｉｅｌｎｉａｋ类 似 的原 理 获 得 了美 国专
自然 复叠 制冷 系 统是一 种 采用 非 共沸 混 合 工 利 。到 了 ２０世 纪 ８０年代 ，由于 国际社 会对 能源 、
质的制冷系统 ，通过单台压缩机 ，自然分 离，多次 环保的重视 ，各 国科学工作 者展 开了对 自然 复叠
０．３６ ２３６３．２ ２３４９．７ ７６０．９ ７５０．６ ２．５５
关键词 ： 自然复叠 制冷 ；低 温；混合工质 ；仿真
中图分类号 ： ＴＢ６１
文献标识码 ： Ａ
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ——４０ｑｌ２ Ｆｒｅｅｚｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ａｕｔｏｃａｓｃａｄｅ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ
ＬＯＮＧ Ｊｉａｎ．ｙｏｕ ，ＺＨＵ Ｄｏｎｇ．ｓｈｅｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｌｉ （１＿Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０６４０，Ｃｈｉｎａ；
维普资讯
２００７年第 ３５卷第 ５期
文 章编 号 ： １００５－－－－－－０３２９（２００７）０５— ００８３— ０４
流 体 机 械
８３
采用 自然 复叠制 冷 一４０￣（２低温冷柜 的仿真设计
龙 建佑 ，朱 冬 生 ，陈 礼
（１＿华南理工大学 ，广 东广州 ５１０６４０；２．顺德职业技术学 院 ，广东顺德 ５２８３３３）
２．Ｓｈｕｎｄｅ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｓｈｕｎｄｅ ５２８３３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ·ｓｔａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｕｔｏｃａｓｃａｄｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｅｒｒｏｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅ‘ ｓｕｈｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｗａｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ±５％ ．Ｔｈｅ ｐｅｒ ｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ～４０℃ ｆｒｅｅｚｅｒ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｃａｓｃａｄｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｚｅｏｔｒｏｐｉｃ ｒｅｆｒ ｉｇｅｒａｎｔ ｍｉｘｔｕｒｅ ｏｆ Ｒ７４４／Ｒ７１７ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ＣＯＰ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒ７４４ ．ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔ ｒｅｆｒｉｇｅｒ‘ ａｎｔ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｕｔｏｃａｓｃａｄｅ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ；ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｉ＇ｅ；ｒｅｆｒ ｉｇｅｒａｎｔ ｍｉｘｔｕｒｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
复叠制冷系统低温环路自然工质混合物的理论及实验研究的开题报告
复叠制冷系统低温环路自然工质混合物的理论及实
验研究的开题报告
标题：复叠制冷系统低温环路自然工质混合物的理论及实验研究
背景：复叠制冷系统是目前广泛应用的一种制冷方式，主要用于低
温制冷领域。
然而，单一工质的制冷效果有限，无法满足低温制冷的要求。
自然工质混合制冷是一种常用的方法，可以提高制冷性能，但目前
对于复叠制冷系统低温环路中自然工质混合物的研究还较少。
目的：本研究旨在探究复叠制冷系统低温环路中自然工质混合物的
制冷性能及其对制冷循环性能的影响，为深入研究复叠制冷系统的低温
制冷性能提供理论和实验基础。
方法：本研究将采用理论计算和实验方法相结合的方式进行。
首先，对复叠制冷系统低温环路中不同自然工质混合比例的制冷性能进行理论
计算和分析。
其次，在自然通风实验室中搭建复叠制冷系统实验平台，
进行自然工质混合物的实验制冷性能测试和制冷循环性能测试。
最后，
通过对实验数据和理论计算结果进行综合分析，得出复叠制冷系统低温
环路中自然工质混合物的制冷性能及其对制冷循环性能的影响的结论。
意义：本研究可以深入研究复叠制冷系统的低温制冷性能，探究自
然工质混合制冷的可行性和有效性，并为复叠制冷系统的优化设计和改
进提供理论和实验依据。
关键词：复叠制冷系统，低温环路，自然工质混合物，制冷性能，
制冷循环性能。
采用复叠式制冷循环的原因
采用复叠式制冷循环的原因
1. 提高制冷效率：复叠式制冷循环可以将低温冷凝器中的冷气进一步冷却，使其温度更低，从而提高制冷系统的效率。
通过多个级别的冷凝器和蒸发器，冷凝温度不断下降，从而减少了对压缩机的功率需求，并提高了制冷系统的性能。
2. 扩大制冷范围：复叠式制冷循环可以扩大制冷系统的工作温度范围。
传统的单级制冷循环通常适用于较低的温度范围，而复叠式制冷循环可以通过多级蒸发器和冷凝器，在不同温度范围内工作，适用于更广泛的应用领域。
3. 降低系统压力：复叠式制冷循环通过将制冷循环中的压力降低到较低的水平，可以减少系统中的压力损失，提高了压缩机的效率，减少了能耗。
4. 提高系统稳定性：复叠式制冷循环的多级结构可以提高系统的稳定性。
通过将制冷系统分为多个级别，可以减小每个级别的温度和压力差异，减少了运行过程中的温度和压力波动，从而提高了系统的稳定性和可靠性。
5. 实现多种制冷要求：复叠式制冷循环可以根据不同的制冷需求进行灵活调节。
通过增加或减少冷凝器和蒸发器的级数，可以实现不同的制冷效果，满足不同的使用要求。
总的来说，采用复叠式制冷循环可以提高制冷系统的效率和性能，扩大制冷范围，减小能耗，提高系统的稳定性和可靠性，以及适应不同的制冷要求。
自复叠制冷原理
自复叠制冷原理自复叠制冷是一种先进的制冷技术，它通过利用自复叠材料的特殊性质来实现高效的制冷效果。
自复叠材料是一种具有特殊结构的材料，其内部由许多微小的叠片组成。
这些叠片之间存在着微小的间隙，形成了一个复杂的通道网络。
在自复叠制冷过程中，首先需要通过外部的能量输入将制冷剂加热至高温状态。
随后，制冷剂进入自复叠材料的通道网络中，通过通道的扩张和收缩来实现制冷效果。
当制冷剂在通道中扩张时，由于通道的尺寸变大，制冷剂分子之间的相互作用力减小，从而使制冷剂分子获得较大的动能。
接着，当制冷剂进入通道的收缩区域时，由于通道的尺寸变小，制冷剂分子之间的相互作用力增大，从而使制冷剂分子失去动能。
这个过程反复进行，通过制冷剂分子的扩张和收缩来吸收和释放热量，实现制冷效果。
自复叠制冷原理的核心在于利用了自复叠材料的特殊结构。
通道的扩张和收缩过程可以导致制冷剂分子的动能变化，从而实现热量的转移。
此外，自复叠材料的通道网络还可以提供大量的表面积，增加制冷剂与外界的接触面积，进一步提高制冷效果。
这使得自复叠制冷技术比传统的制冷技术更加高效。
自复叠制冷技术具有广泛的应用前景。
在空调和制冷设备中，自复叠制冷可以提供更高的制冷效率，降低能源消耗。
在电子设备中，自复叠制冷可以帮助降低设备的工作温度，提高设备的性能和寿命。
此外，自复叠制冷还可以应用于航天器和卫星等特殊环境下的制冷需求，提供可靠的制冷效果。
自复叠制冷是一种先进的制冷技术，通过利用自复叠材料的特殊结构实现高效的制冷效果。
自复叠制冷技术具有广泛的应用前景，可以在空调、制冷设备、电子设备等领域发挥重要作用。
随着材料科学和制冷技术的不断发展，相信自复叠制冷技术将会得到更广泛的应用和推广。
低温制冷技术概述
标准沸 点/℃
-81.3 -87.5 -82.1 -87.4 -88.9
临界温度 和压力
28.9℃ 3.88MPa 18.4℃ 4.27MPa 25.9℃ 4.84MPa 14℃ 3.93MPa 32℃ 4.87MPa
ODP 1.0
GWP (100年)
14000
毒 性
无 无 无 无 无
可燃性 不燃 不燃 不燃 不燃 高可燃
（1）可降低各级压缩比，减小活塞式制冷压缩机的余隙容积影响， 减少制冷剂回气与气缸壁间的热交换，减少制冷剂在压缩过程中的窜气泄 漏，提高制冷压缩机的输气系数，从而增大制冷量。 （2）可降低各级的排气温度，减小压缩过程中的不可逆损失，保证 设备更加高效、安全运行。 （3）可降低各级的压力差，使运行的平衡性能提高、机械摩擦和磨 损减小。有利于简化设计和降低成本。 （4）可减少节流损失，提高制冷效率。
可依据所要达到的蒸发温度，进行混合工质的选择。
• 根据分凝级数的不同可分为 （1） 单级压缩单级分凝循环 （2） 单级压缩多级分凝循环
单级分凝的工作原理
本图为典型的单 级分凝循环的流 程。该循环通常 使用二元混合工 质，但根据要制 取的温度，也可 以使用多元混合 工质。 改进：如设置回 热器、逆流换热 器及分凝器等， 使循环性能得到 明显提高。
• R508B(R23/R116)
制冷量/% R13 R23 100 104 能效比/% 100 90
排气压力 /MPa
0.717 0.848
吸气压力 /MPa
0.083 0.090
排气温度/℃ 92 138
R508B
138
98
1.013
0.124
85
对 R23 和 R508B , 综合比较其制冷量和能效比的性能可知, R508B 的性 能优于 R23 ,尤其重要的是, 在相同工况下， R508B 的排气温度较R23低 得多，并且在压缩机容许的安全运行排气温度范围内, 这对保证润滑油的 润滑性能和延长压缩寿命方面非常有利。
复叠式制冷循环原理
02 复叠式制冷循环原理概述
复叠式制冷循环的基本概念
01
复叠式制冷循环是指利用两种或 多种制冷剂，通过蒸发器和冷凝 器进行循环，实现制冷效果的系 统。
膨胀过程
膨胀过程是将高压下的制冷剂 液体膨胀成低压气体，降低其
压力和温度。
在膨胀过程中，制冷剂液体 通过膨胀阀或膨胀管膨胀，
使其压力和温度降低。
膨胀过程是降低制冷剂压力和 温度的关键环节，也是制冷循 环中实现制冷效果的重要步骤
之一。
05 复叠式制冷循环的应用
低温制冷领域
低温制冷
复叠式制冷循环通过多级制冷剂的冷 凝和蒸发，实现低温制冷效果，广泛 应用于科研、工业和医疗领域的低温 环境。
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对未来研究的展望
研究新型环保制冷剂在复叠式制冷循环中的应 用，以替代传统CFCs制冷剂，减少对环境的影
响。
加强复叠式制冷循环在实际应用中的研究，特别是在 低温或超低温领域的应用研究，推动相关产业的发展
。
进一步优化复叠式制冷循环的匹配参数，提高 系统的能效比和可靠性，பைடு நூலகம்低运行成本。
探索复叠式制冷循环与其他节能技术的结合，如 热回收、余热利用等，以提高系统的整体能效。
为了满足这些需求，制冷技术也在不断发展和创新。复叠式 制冷循环作为一种先进的制冷技术，具有许多优点，如高能 效、低能耗、小体积等，因此在制冷领域得到了广泛的应用 。
复叠式制冷循环的意义
复叠式制冷循环通过将多个制冷循环叠加在一起，实现了 更高效的制冷效果。这种技术可以大大提高制冷设备的能 效，降低能耗，同时减小制冷设备的体积和重量，为人们 的生活和工作带来了极大的便利。
R22R23自动复叠低温冷柜的火用分析
第３２卷第３期２００４年８月低温与超导ＣＲＹＯＧＥＮＩＣＳＡＮＤＳＵＰＥＲＣＯＮＤＵＣＴＩＶＩＴＹＶ０１．３２Ｎｏ．３Ａｕｇ．２００４Ｒ２２／Ｒ２３自动复叠低温冷柜的炯分析黄森刘训海陆向阳傅伟林张华（上海理工大学制冷技术研究所，２０００９３）摘要：对一采用Ｒ２２／Ｒ２３自动复叠的低温冷柜进行了试验研究，建立该装置各部件娴分析模型并分析各部件娴流情况．结果显示该装置中压缩机的娴损最大。
关键词：媳分析法自动复叠制冷低温冷柜Ｒ２２／Ｒ２３１前言自动复叠制冷系统使用混合工质通过单台压缩机实现了多级复叠，可以制取一６０Ｃ以下的低温，极大地简化了制冷系统。
早在１９３６年，Ｐｏｄｂｉｅｌｎｉａｋ提出Ａｕｔｏ—ｃａｓｃａｄｅＲｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ（ＡＣＲ）的设想‘１３；１９５９年苏联气体研究所的Ａ．Ｐ．Ｋｌｉｍｅｅｎｋｏ教授采用碳氢化合物作制冷剂，通过单级压缩多级分凝产生超低温环境而成功地液化了天然气０３。
到了二十世纪七八十年代．由于能源、环保等因素，随着对混合工质研究的深入，各国科学工作者开展了对自动复叠循环的研究，在美国有多项有关自动复叠制冷系统的专利”“，美国ＲＥｖｃＯ公司利用自动复叠循环的原理研制出了一１５０℃的低温箱ｍ。
由于自动复叠制冷系统具有比较大的工作温区，无论是在普冷领域还是在低温电子、低温医学、冷冻干燥、气体液化等低温领域，都具有比较大的实用价值。
然而ｔ多元非共沸混合工质自动复叠制冷循环的内部工作机理还没有被完全认识，本文就此尝试从热力学角度出发，采用炯分析的方法对两元非共沸混合工质自动复叠循环进行分析。
与此同时，设计搭建了一个混合工质自动复叠低温冷柜，使用Ｒ２２／Ｒ２３混合工质，对该循环进行了初步实验研究。
２低温冷柜的自动复叠制冷系统图１为本文研究的低温冷柜的自动复叠制冷循环实验原理图，Ｒ２２／Ｒ２３混合工质从压缩机Ａ排出，在冷凝器Ｂ中被部分冷凝。
由于制冷剂Ｒ２２、Ｒ２３的沸点不同，在冷凝器中大部分高沸点组分Ｒ２２被冷凝成液体，制冷剂中大部分低沸点组分Ｒ２３仍然为蒸气，混合制冷剂进入气液分离器Ｃ中。
复叠式低温冷冻机复叠式低温机组设备工艺原理
复叠式低温冷冻机复叠式低温机组设备工艺原理1. 背景介绍复叠式低温冷冻机是一种应用于制冷行业的设备，其基本原理是利用制冷剂在蒸发和冷凝过程中的吸放热作用来传递热量，实现温度调节。
复叠式低温机组是由复叠式低温冷冻机和相关附件组成的系统设备，用于制冷及调节空间温度。
而复叠式低温冷冻机和复叠式低温机组的工艺原理基本相同。
2. 理论基础2.1 制冷剂在复叠式低温冷冻机中，制冷剂是起到重要作用的材料。
所谓制冷剂，是指在加热和蒸发时吸收热量，在冷却和冷凝时放出热量的物质。
制冷剂具有低沸点、低凝点和不易挥发的特性。
常用的制冷剂有R22、R134a等，而目前由于环保和安全因素的考虑，逐渐转向使用无卤制冷剂。
2.2 制冷循环制冷机主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个部分组成，通过制冷循环实现温度调节。
制冷循环是指在制冷机不断压缩、冷却、膨胀和温度调节的过程中，制冷剂不断循环作用的过程。
在制冷循环中，制冷剂从低温区域流入低压部分，被压缩成高压状态，然后进入高温区域进行冷却，再经过膨胀阀调节装置进入低温腔体中蒸发，因为吸收热量而进行蒸发，其后压缩回原状态形成循环。
2.3 压缩机压缩机是制冷机中最重要的部件之一，它将低压、低温的制冷剂气体吸入，压缩成高压、高温的气体，推动气体流经冷凝器而产生热量。
压缩机种类有很多，按照压缩方式可以分为容积式压缩机和离心式压缩机。
3. 设备工艺原理3.1 制冷循环复叠式低温冷冻机通过制冷循环来实现温度调节，流程包括：压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个部分。
具体流程如下：3.1.1 压缩制冷剂在蒸发之后，成为气态，压缩机具有将气态制冷剂压缩成高压和高温状态的作用。
3.1.2 冷凝经过压缩后的高压和高温制冷剂，会通过冷凝器进行冷却，将热量散发出来。
3.1.3 膨胀经过冷凝后的制冷剂，会通过膨胀装置，将压缩后的高压制冷剂膨胀成为低压制冷剂，同时放出一定量的热量，形成低温制冷状态。
3.1.4 蒸发经过膨胀后的低压制冷剂，会流入蒸发器中进行蒸发，从而吸干周围的热量，达到低温效果。
自复叠制冷系统的原理
自复叠制冷系统的原理
自复叠制冷系统是一种高效、节能的制冷技术。
其原理是利用自复叠效应，在制冷过程中不断地重复吸收和释放热量，提高制冷效率。
具体来说，自复叠制冷系统由两个自复叠循环组成：制冷循环和再生循环。
制冷循环通过膨胀阀将高压制冷剂流入蒸发器，使制冷剂在蒸发器内蒸发，吸收周围的热量，从而使蒸发器周围的温度下降。
经过蒸发后，制冷剂从蒸发器中流出，流入压缩机，再次被压缩成高温高压状态，释放出吸收的热量，并将高压制冷剂传输到冷凝器中。
在冷凝器中，制冷剂通过与外部空气的接触，将热量传递给外部环境，冷却并被转化为液体状态，便于下一次循环使用。
再生循环是通过再生器实现的。
再生器是一个热交换器，它将制冷循环中的高温高压制冷剂和冷凝循环中的低温低压制冷剂进行热
交换。
在这个过程中，制冷循环中的高温高压制冷剂被冷却，释放出一部分热量，使其温度下降，然后被送回到压缩机中再次被压缩，提高了制冷效率。
同时，再生循环中的低温低压制冷剂被加热，提高了其压力和温度，使其可以再次被用于制冷循环中。
总之，自复叠制冷系统通过不断的吸收和释放热量，利用再生循环实现能量的回收和利用，从而提高了制冷效率和能源利用率。
- 1 -。
自然复叠系统与低温制冷_韩润虎
自然复叠系统与低温制冷韩润虎(美国通用信号实验设备公司上海代表处 上海200233)摘要 自然复叠制冷系统采用混合工质,用一个普通压缩机实现了-150℃甚至更低的温度。
与以往采用三级复叠制冷系统的-150℃低温冰箱相比,采用自然复叠系统的低温冰箱减少了两个压缩机及相应的油分离器、干燥过滤器等附件,并使控制系统大为简化,从而提高了系统的整体可靠性。
本文将详细介绍自然复叠制冷系统的原理和应用。
关键词 自然复叠系统 复叠系统 混合工质 制冷 低温Autocascade System and Low Temperature RefrigerationAbstract Autocascade refrigeration s ystems are able to make-150℃or even lower temperature with multi-refrigerants and a common pared with the similar freezers ever used em-ploying a3-stage cascade systems,-150℃freezers employing autocascade systems cut down two compressors and the related oil separators and drierstrainers,and therefore s implify the control sys-tems and i mprove the reliability of the whole systems.Detailed introduction of the autocascade sys-tems and its application is given in the paper.一 引言通常,为了制取-70℃以下的低温,人们选用两级复叠(Cascade)制冷系统(图1 -a)。
复叠式制冷原理
复叠式制冷原理
《复叠式制冷原理》
一、什么是复叠式制冷原理
复叠式制冷原理是指在复叠式制冷机的制冷过程中，使用不同的温度气体来实现制冷的原理。
通常情况下，复叠式制冷机使用两种气体，即低温气体和高温气体，通过将低温气体和高温气体分别充入两个制冷系统中，分别通过制冷系统来改变气体的温度，从而实现制冷的效果。
二、复叠式制冷原理的工作原理
复叠式制冷原理的工作原理主要是分别在低温气体制冷系统和
高温气体制冷系统中设置两组换热器和一台压缩机，分别用来把低温气体和高温气体压缩成高压气体，再分别将高压气体通过换热器中的制冷剂快速蒸发，使其升温，而低压气体通过另一组换热器快速冷却，使其降温，从而实现将较高温度的气体和较低温度的气体分别降温到所需的温度，从而实现制冷的目的。
三、复叠式制冷原理的优势
1、制冷效果更好：复叠式制冷原理可以利用同一台压缩机来实现两组制冷系统，从而分别将低温气体和高温气体分别降温，这样可以比单组制冷系统更有效地实现制冷的效果。
2、降低成本：复叠式制冷原理并不需要额外的压缩机，只需要一台压缩机，这样可以大大降低成本。
3、使用简单：由于只用一台压缩机，因此在设置和操作复叠式
制冷系统时要相对简单，也更容易控制。
自复叠制冷系统的原理
自复叠制冷系统的原理
自复叠制冷系统是一种新型的制冷技术，其原理主要基于制冷循环中的自复叠效应。
在制冷循环中，自复叠效应是指当制冷剂在蒸发器中蒸发时，其温度会快速下降，导致蒸发器表面的霜层增厚。
随着霜层的增厚，蒸发器的传热效率会逐渐降低，进而影响整个制冷系统的性能。
为了解决这一问题，自复叠制冷系统采用了一种特殊的循环方式。
具体来说，它利用了两个独立的蒸发器，其中一个用于制冷，另一个则用于除霜。
当制冷蒸发器中的霜层达到一定厚度时，控制系统就会将制冷剂切换到除霜蒸发器中，从而实现蒸发器的自动除霜。
在自复叠制冷系统中，制冷和除霜两个过程可以交替进行，从而实现了系统的自复叠效应。
这种制冷方式不仅提高了系统的制冷效率，还可以有效解决蒸发器冻结和结霜问题，从而提高了制冷系统的稳定性和可靠性。
总之，自复叠制冷系统的原理是利用制冷循环中的自复叠效应，通过交替进行制冷和除霜来实现蒸发器的自动除霜，从而提高系统的制冷效率和稳定性。
- 1 -。
复叠系统低温级制冷剂的循环性能对比实验
为 Ｒ ０ Ａ和 Ｒ ０ Ｂ两 种 。上 述 Ｒ ０ ５８ ５８ ５ ８系 列 工 质 由于
１ 引 言
随着社 会和科 学技 术 的发 展 ， 于制 冷 温 度在 一 对 ８ ℃左右需求 越来越 多 。该 温区 的制 冷系统 主要 应用 Ｏ 于生物材料 的活性 储存 、 品的低 温 保 鲜 、 食 医学 工 程 、 低 温环境模 拟等领域 。虽然单 级蒸 汽压缩 制冷循 环 以 其 简单 、 可靠 和技术 上 易于 掌握 而 在普 冷 领 域 得 到广
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低温设备用-100℃全串联自动复叠制冷系统
低温设备用-100℃全串联自动复叠制冷系统摘要：制冷技术对人们的生产和生活起着举足轻重的作用。
在低温制冷领域中，多级压缩式制冷循环因为温度过低，不能确保生产的顺利进行，这时就需要使用复叠制冷，它是一种利用高温级的冷量承担低温级的冷凝负荷，从而获得较低温度的低温制冷技术。
而且，因为复叠制冷可以灵活选用制冷剂、压缩机体积较小等特点，它被广泛应用于食品冷冻冷藏等领域。
关键词：复叠制冷系统；制冷剂工质对；系统优化；复合制冷引言制冷器，也称制冷系统，其主要功能就是通过制冷剂的压缩，冷凝，节流，蒸发的循环过程来实现制冷效果。
在这个时代，各个行业，各个领域，对于冷冻的温度有不同的要求，这也就意味着，冷冻的循环系统也不一样。
单级的压缩式制冷，可以实现-35~40℃的低温，而双级的压缩式制冷，可以实现-40~80℃的低温。
若要进一步实现较低的温度，则需对制冷机的循环模式进行进一步的强化、改良与组合。
科学研究与生产对低温环境的需求不断提高，如低温箱、-120℃冷库等，为了获得最低的蒸发温度，通常使用中温两段式压缩机，但该系统的蒸发压力偏低，造成了系统设计上的局限性。
若要求在-70℃以下，则必须采用较低的制冷介质。
由于低温工质在常压条件下具有更低的汽化温度，因此可以增加低温时的汽化压力。
但是，由于低温工质对冷凝温度有很高的要求，传统的风冷或水冷不能将其冷凝为液态，需要采用其他工质对其进行冷凝，因此，双工质制冷系统应运而生。
1复叠系统制冷剂选择依据在复叠制冷系统中，制冷剂的选用原则是：（1）在高等级上采用中温制冷工质，在低等级上采用中温制冷工质。
对于中温或低温工质，应注重其环境友好、安全、节能的特点；(2)制冷工作液的材料与制冷系统中的设备、阀门部件、管道等材料相容；(3)制冷剂除与润滑油的互溶外，还必须具备一定的化学稳定性。
2复叠制冷系统技术进展2.1冷凝蒸发器复叠式制冷系统中，由于其在高、低两个温度区间内同时起着蒸发器的作用，因此其在高、低两个温度区间内起着关键作用。
自动复叠式制冷循环
自复叠式制冷循环
采用自复叠循环双温冰箱的流程
A.压缩机 B.冷凝器 C.气液分离器 D.冷凝蒸发器 E1.冷藏室蒸发器 E2.冷冻室蒸发器 H1,H2.节流阀 1～11.循环过程中各状态点
西安交通大学
制冷与低温 技术原理
自复叠式制冷循环
自复叠式制冷循环
自复叠循环
自复叠制冷系统是种采用多元混合工质的制冷系统， 它使用单台压缩机，通过自行分离、多级复叠的方法， 在高沸点组分和低沸点组分之间实现了复叠，达到了制 取低温的目的。
它实质上是混合制冷剂的多级分凝循环。 自复叠系统最基本的流程是采用非共沸二元混合物
制冷剂一级分凝循环。
系统中的制冷剂为R22和R23
自复叠的基本流程：
气液两相制冷剂从冷凝器进入气液分离器后，高沸点 组分节流产生冷量冷却低沸点组分至饱和或过冷状态，而 后低沸点制冷剂节流并在蒸发器内蒸发。
在现有自复叠系统中，高沸点组分通常采 用R600a，R134a，R22和NH3，等，低沸 点组分通常的特点
(1) 采用单台压缩机工作, 可靠性高, 造价低, 系统简单, 控制方便。 (2)蒸发与冷凝过程温度有一定的滑移, 使冷却介质及被冷却介质的温度变化容易与制冷剂的冷凝温度 和蒸发温度同步, 减小了传热温差, 提高了制冷循环的效率。 (3) 低温端没有压缩机等运动部件, 使其振动很小, 结构简单紧凑。 (4)高沸点组分在较高温度形成液体经节流回到低压通道, 避免了其在低温下有固相析出, 堵塞节流元 件, 进一步提高了系统的可靠性, 也使得下一级换热器负荷减少, 可以减少循环中高沸点组分在低温段 带来流动损失和回热损失。 (5) 采用混合物工质, 可以使节流运行压力大大降低。 (6)由于混合物工质热物性的特点, 使其具有优于其他低温制冷器的许多优点, 在80K 以上的温区都具 有较高的热效率。
复叠式制冷循环计算
复叠式制冷循环计算复叠式制冷循环是一种高效的制冷方式，主要由两个单独的循环组成，相互独立地进行制冷和回热过程。
本文将介绍复叠式制冷循环的计算原理，包括循环参数的设定和计算公式的推导。
一、循环参数的设定复叠式制冷循环主要由高温循环和低温循环两部分组成，具体的循环参数如下：1. 高温循环：压缩机排气压力Pc、蒸发器出口压力Pe、冷凝器出口压力Pc1、蒸发器入口温度Te、冷凝器出口温度Tc1、冷凝器入口温度Tc2。
2. 低温循环：低温蒸发器出口压力Pf、低温压缩机排气压力Pc2、低温蒸发器入口温度Tf1、低温蒸发器出口温度Tf2、低温冷凝器出口温度Tc3、低温冷凝器入口压力Pe1。
二、计算原理根据第一定律和第二定律，复叠式制冷循环的制冷量和功率消耗可以通过以下公式计算：1. 高温循环：制冷量Qh=mcph(Te-Tc1)功率消耗Ph=mcph[(Te-Tc1)/(Te*Tc1)]*(H2-H1)其中，mcph为高温循环工质的质量流量，H1为高压侧叶轮进口焓值，H2为高压侧叶轮出口焓值。
2. 低温循环：制冷量Qf=mcpf(Tf1-Tf2)功率消耗Pf=mcpf[(Tf1-Tf2)/(Tf2*Pe1)]*(H4-H3)其中，mcpf为低温循环工质的质量流量，H3为低压侧叶轮进口焓值，H4为低压侧叶轮出口焓值。
三、计算步骤在计算复叠式制冷循环的制冷量和功率消耗时，需要按照以下步骤进行：1. 确定循环参数，包括高温循环和低温循环的压力、温度、质量流量等参数。
2. 按照上述公式分别计算高温循环和低温循环的制冷量和功率消耗。
3. 计算复叠式制冷循环的制冷量和功率消耗，其中制冷量为两个循环的制冷量之和，功率消耗为两个循环的功率消耗之和。
4. 计算制冷效率，即制冷量与功率消耗的比值，用于评估复叠式制冷循环的能效。
四、应用场景复叠式制冷循环适用于需要高效制冷的场合，例如低温冷却、制冷设备等领域。
由于其具有独立的高温循环和低温循环，可以使制冷量和能效得到提高，满足节能减排需求。
自然复叠制冷机组
自然复叠制冷机组自然复叠制冷机组是一种能够利用自然界的热能来进行制冷的设备。
它的工作原理基于热力学的规律，通过合理地利用热能的传递和转化过程，实现对空气或其他物质的制冷效果。
自然复叠制冷机组的核心部件是热交换器，它通过与外界的热源和冷源进行热交换，从而实现制冷效果。
热交换器一般由两个相互连接的热交换器单元组成，分别称为蒸发器和冷凝器。
蒸发器是制冷机组中的热交换器单元之一，其主要功能是将外界的热能吸收并传递给制冷剂。
制冷剂在蒸发器中经过蒸发过程，从而吸收了大量的热量。
这样，蒸发器就起到了吸热的作用，将外界的热能转化为制冷剂的蒸发热。
冷凝器是另一个热交换器单元，其主要功能是将制冷剂释放的热量传递给外界。
在冷凝器中，制冷剂从蒸发器中带来的低温低压态转化为高温高压态，同时释放出大量的热量。
这样，冷凝器就起到了放热的作用，将制冷剂释放的热量传递给外界。
自然复叠制冷机组的工作过程可以简单地描述为以下几个步骤：首先，制冷剂在蒸发器中吸收外界的热量，从而蒸发成气体状态；然后，制冷剂以气体的形式进入压缩机，被压缩成高温高压的状态；接下来，制冷剂进入冷凝器，释放出大量的热量，从而冷凝成液体状态；最后，制冷剂通过节流阀或膨胀阀降低压力，重新进入蒸发器，循环往复。
自然复叠制冷机组的优点主要体现在以下几个方面：首先，它能够充分利用自然界的能源，减少对传统能源的依赖，节约能源和降低能耗；其次，它的工作过程中不需要外界的辅助能源，具备自给自足的特点，降低了运行成本；此外，它的制冷效果稳定可靠，噪音小，不会对环境造成污染。
然而，自然复叠制冷机组也存在一些局限性。
首先，它的制冷效果较为有限，适用范围相对窄。
其次，它的制冷剂一般采用氨或丙烷等易燃易爆物质，需要加强安全措施。
此外，由于自然复叠制冷机组的工作原理较为复杂，维护和运行成本较高。
为了克服这些局限性，科学家们正在不断研发新的制冷技术和设备，以提高自然复叠制冷机组的制冷效果和安全性能。
什么叫复叠式制冷工作原理是什么
什么叫复叠式制冷工作原理是什么复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统构成，分别称为高温级及低温级部分。
高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。
制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。
低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。
由于是温度保持不住，察看制冷压缩机在试验箱运行过程中是否能够启动，（东莞艾思荔——黄鑫磊为您解答）压缩机在步入式恒温恒湿试验室运行过程中都能够启动，说明从主电源到各压缩机的电器线路正常，电器系统方面也没有问题。
现在电器系统没有问题，我们连续检查制冷系统。
首先检查两组制冷机组的低温（R23）级压缩机的排气和吸气压力都较正常值偏低，且吸气压力呈抽闲状态，说明主制冷机组的制冷剂量不足。
用手摸主机组R23压缩机的排气和吸气管路，发现排气管路的温度不高，吸气管路的温度也不低（未结霜），这也说明白主机组的R23制冷剂缺乏。
假如以上未确定故障原因，结合步入式恒温恒湿试验室的掌控过程进一步确认故障原因，本试验室拥有两套制冷机组。
一为主机组，另一为辅佑襄助机组，在降温速率较大时，两组机组同时工作，在温度保持阶段初期，两组机组仍然同时工作。
待温度初步稳定下来，辅佑襄助机组停止工作，由主机组来维持温度的稳定。
假如主机组R23泄露，会使主机组的制冷效果不大，由于降温过程中，两机组同时工作，故没有温度稳定不住的现象，而指示降温速率降低。
在温度保持阶段，一旦辅佑襄助机组停止工作，主机组又无制冷作用，试验室内的空气就会缓慢上升，当温度上升到确定程度，掌控系统就会启动辅佑襄助机组来降温，将温度下降至设定值相近，然后辅佑襄助机组又停止工作，至此，已确认生产故障的原因是主机组的低温（R23）级机组的制冷剂R23泄露。
对制冷系统进行查漏，用检漏仪和肥皂水相结合的方法检查，发现一热气旁通电磁阀的阀杆裂了约1cm的细缝。