双级压缩制冷循环原理
双压缩机工作原理
双压缩机工作原理
双压缩机是一种常见的制冷设备，它的工作原理可以简单理解为通过两台压缩机串联工作，以提高制冷效果和节约能源。
首先，我们先来了解一下普通单压缩机的工作原理。
单压缩机制冷循环过程一般包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀四个部分。
在制冷循环中，制冷剂通过蒸发器吸收外界热量，进入压缩机后被压缩增压，然后通过冷凝器放出热量并冷凝成液体，最后通过节流阀降压后再次进入蒸发器循环。
而双压缩机则采用了两台压缩机串联工作的方式，可以提供更高的制冷效果。
其中一台压缩机被称为低温压缩机，另一台被称为高温压缩机。
在制冷循环中，低温压缩机负责处理低温制冷剂，将其压缩并送入高温压缩机。
高温压缩机接收来自低温压缩机的高温高压制冷剂，再次增压并使其更高温。
接着，高温压缩机送入冷凝器，放出热量并冷凝成液体。
之后，制冷剂通过节流阀降压后再次进入低温压缩机循环。
通过两台压缩机串联工作，双压缩机可以使制冷剂在循环过程中的温度和压力更高，从而提升制冷效果。
同时，由于高温压缩机接收来自低温压缩机的高温制冷剂，能量得到充分利用，提高能源利用率，从而节约能源成本。
综上所述，双压缩机通过两台压缩机串联工作，提高了制冷效
果和能源利用率。
它在工业制冷、航空航天和某些特殊场合的制冷新配以及一些大型商用冷藏设备中广泛应用。
双级压缩式和复叠式制冷循环
Q0 Q0 q0 h1 h8
Q0 v1 h1 h8
1 n pm d 0.94 0.085 1 p0 0.1
4、低压级压缩机吸入的制冷剂体积流量(m3／s)为
qVd qmd v1
5、低压级压缩机的理论输气量(m3／s)为
ig
h4 s 为高压级压缩机的实际排气比焓。 式中，
二、一级节流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环热力计算
1、 单位质量制冷量q0(kJ／kg)为
q0 h1 h9
2、低压级压缩机制冷剂的 质量流量qmd(kg／s)为
q md
Q0 Q0 q0 h1 h9
3、低压级压缩机吸入的制冷剂体积流量(m3／s)为
为了获得比较低的温度（－40～－70℃），同时 又能使压缩机的工作压力控制在一个合适的范围 内，就要采用多级压缩循环。
氨：绝热指数较大，排气温度较高，氨单级 压缩的压力比一般不超过8； 氟里昂：绝热指数相对较小，单级压缩的压 力比一般也不希望超过10。 不同冷凝温度时单级压缩所能达到的最低蒸 发温度如下表所示。
qVthd
Q0 v1 d h1 h8 d
qVd
R717，n=1.28；R12，n=1.13；R22，n=1.18。
6、低压级压缩机所消耗的轴功(kW)为
Ped
qmd w0 d
kd
Q0 h2 h1 h1 h8 kd
不考虑中间冷却器与外界的传热，如右图所 示的中间冷却器的热平衡图
qmd h2 qmd (h5 h7 ) (qmg qmd )h6 qmg h3
q mg (kg／s)为 7、高压级压缩机的制冷剂质量流量
双级压缩和复叠式制冷原理
三、双级压缩工作原理
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
三、双级压缩工作原理
➢ 双级压缩分两阶段进行:
低压级压缩
高压级压缩
蒸发压力
中间压力
冷凝压力
➢ 双级压缩工作过程：
1.来自蒸发器的低温制冷剂蒸气（压力为Po）先进入低
六、工作参数的确定
1. 中间温度和中间压力的确定 制冷系数最大的原则——最佳中间压力 常用方法：公式法、图解法、容积比插入法
公式法
①比例中项公式法（适用于初步估算）
pm p0 pk
R717:φ=0.95 ~ 1; R22: φ=0.9 ~ 0.95;
六、工作参数的确定
公式法
②拉塞经验公式法:
tm=0.4 tk + 0.6 t0 + 3 适用于：
-40~ 40℃，R717、R40等制冷剂
六、工作参数的确定
2. 高压级压缩机吸气温度和节流前制冷剂液体温 度的确定
• 中间完全冷却，吸气温度即为中间温度 • 中间不完全冷却，吸气温度≤-15℃过热蒸气 • 制冷剂液体从中间冷却器出液温度比中间温度
压级压缩机，在其中压缩到中间压力Pm
2.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、双级压缩类型
1、按压缩机
双机双级：两台压缩机，分别为高压级和低压级。
（配组式双级系统）
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
双级复叠制冷系统原理
双级复叠制冷系统原理1.低温压缩级：制冷剂从低温蒸发器进入低温压缩机，经过压缩后成为高温高压气体。
该气体通过低温冷凝器，在与冷却介质（如水）的热交换中，释放热量，冷却并变为高温高压液体。
2.高温压缩级：高温高压液体由低温冷凝器进入高温压缩机，在高温环境下进行压缩。
该过程会使制冷剂的温度和压力进一步升高，变为更高温高压的气体。
3.高温冷凝级：高温高压气体进入高温冷凝器，通过与冷却介质的热交换，释放热量，冷却并变为高温高压液体。
4.高温膨胀级：高温高压液体通过高温膨胀阀，进入高温蒸发器。
在高温蒸发器中，制冷剂通过与待冷物体的热交换，吸收热量并蒸发，从而实现制冷效果。
同时，制冷剂的温度和压力降低，成为低温低压气体。
5.低温膨胀级：低温低压气体通过低温膨胀阀，进入低温蒸发器。
在低温蒸发器中，制冷剂再次与待冷物体进行热交换，吸收更多的热量并蒸发。
同时，制冷剂的温度和压力进一步降低，成为低温低压气体。
通过双级复叠制冷系统，制冷剂在两个级别的蒸发器中循环工作，每个级别分别负责不同温度范围的制冷任务，从而实现更低的制冷温度。
整个系统呈现级联的结构，通过不同级别的压缩机和冷凝器，实现了对制冷剂的逐级升压和冷凝，以及对制冷剂的逐级减压和蒸发，从而实现制冷效果。
然而，双级复叠制冷系统也存在一些挑战，如对于系统的控制和操作要求较高，需要保证两个级别的制冷剂流量和压力的均衡，以及制冷剂在两个蒸发器中的分配和再循环。
此外，系统的建设和维护成本相对较高，需要更多的设备和管道，以及复杂的控制系统。
总之，双级复叠制冷系统通过两个级别的压缩机和冷凝器，以及两个级别的蒸发器和膨胀阀，实现了更低的制冷温度。
该系统适用于需要更低温制冷的领域，但也面临着控制和操作复杂、建设和维护成本较高等挑战。
双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
高温蒸发器在较高压力下工作，低温蒸发器在较低压力下工 作，通过中间冷却器将高温蒸发器的制冷剂蒸气冷凝成液体 ，再通过节流阀降低压力后进入低温蒸发器，从而实现更低 的制冷温度。
系统的组成
中间冷却器
用于将高温蒸气冷 凝成液体。
低温蒸发器
用于在较低压力下 吸收热量，产生低 温蒸气。
高温蒸发器
用于吸收热量，产 生高温蒸气。
系统组成的比较
要点一
总结词
双级蒸汽压缩式制冷循环系统通常包括两个或更多个独立 的制冷剂循环系统，每个系统都有自己的蒸发器、压缩机 、冷凝器和膨胀阀等。而复叠式制冷循环则由多个独立的 制冷剂循环系统组成，每个系统有自己的蒸发器和冷凝器 ，以及独立的压缩机和膨胀阀等。
要点二
详细描述
双级蒸汽压缩式制冷循环系统中，每个级别的制冷剂循环 都是独立的，但它们之间通过中间冷却器进行热量传递。 而复叠式制冷循环则是由多个独立的制冷剂循环系统组成 ，每个系统都有自己的制冷剂和相应的设备。这种设计使 得复叠式制冷循环可以同时实现多个温度等级的制冷需求 ，并且每个温度等级的制冷剂都可以独立控制，灵活性更 高。
市场发展前景
市场需求持续增长
随着全球气候变暖和能源消耗的增加，双级 蒸汽压缩式和复叠式制冷循环的市场需求将 持续增长。
技术创新推动市场发展
未来，技术的不断创新和进步将进一步推动双级蒸 汽压缩式和复叠式制冷循环的市场发展。
市场竞争加剧
随着市场需求的增长，竞争将进一步加剧， 企业需要加强技术创新和服务质量提升以获 得竞争优势。
双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
目 录
• 双级蒸汽压缩式制冷循环 • 复叠式制冷循环 • 双级与复叠式制冷循环的比较 • 双级与复叠式制冷循环的应用场景 • 双级与复叠式制冷循环的发展趋势与挑战
制冷原理与设备(第4章两级压缩制冷循环)
qmg
(h2
h3) (h5 h3
h7 ) (h3 h6
h6 )
qmd
h2 h3
h7 h6
qmd
中冷器热平衡方程
因为 h5=h6 h7=h8
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
高压级吸入的质量流量：
qmg
(h3
h2 h7 h6 )(h1
h7 )
Q0
3）系统的总耗功率
Pth = Pthd
4.2.1一级节流、中间完全冷却的双级压缩制冷循环
1、流程和特点 （多了压缩机，节流阀和中间冷却器）
1）由冷凝器流出的液体分为两路：
a.经膨胀阀1节流至Pm进入中冷器， 利用它的吸热来冷却低压级排气 和盘管中高压液体。蒸发了的蒸 汽同低压压缩机排气一起进入高 压级；
b.液体在中冷器盘管中被冷 却后，经膨胀阀2节流到P0， 在蒸发器中蒸发制冷。
2）.制冷剂To↓Po↓，如R12 to=-67℃, Po=0.149bar 空气易渗入 系统，破坏循环正常运行。
3）Po↓V1↑qv↓，势必要求压缩机体积流量很大。
2、.使用条件
4）对制冷循环压力比的限制 5）受活塞式压缩机阀门结构特性的 限制
－60~－80℃ －80~－100℃ －100～－130℃
度和蒸发温度，单位均为℃。
– 上式不只适用于氨，在－40～40℃温度范围 内，对于R12也能得到满意的结果。
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
• 4.3.3 温度变动时制冷机特性
• 双级蒸气压缩式制冷循环的比较分析
– （1）中间不完全冷却循环的制冷系数要比中间完全冷却循环 的制冷系数小
– （2）在相同的冷却条件下，一级节流循环要比二级节流循环 的制冷系数小 • 1）一级节流可依靠高压制冷剂本身的压力供液到较远的 用冷场所，适用于大型制冷装置。 • 2）盘管中的高压制冷剂液体不与中间冷却器中的制冷剂 相接触，减少了润滑油进入蒸发器的机会，可提高热交换 设备的换热效果。 • 3）蒸发器和中间冷却器分别供液，便于操作控制，有利 于制冷系统的安全运行
空压机双级压缩机原理
空压机双级压缩机原理1.引言1.1 概述空压机双级压缩机是一种常见的压缩机类型，它采用了双级压缩的原理来提高压缩机的效率和性能。
在传统的单级压缩机中，压缩机在一级过程中将压缩空气从大气中提升到一定的压力，然后将其传输到二级过程中进一步提升压力。
而双级压缩机则通过在两个压缩级中进行连续压缩，将空气的压力提升到更高的水平。
双级压缩机的工作原理基于热力学原理和流体力学原理。
在第一级压缩过程中，空气从大气中进入压缩机，通过旋转的叶轮或螺杆等装置，被压缩并进一步提高了压力。
随后，经过第一级的压缩之后的高温高压气体被输送到第二级压缩过程中。
在第二级压缩过程中，气体再次被压缩，同时温度也进一步上升。
最终，经过双级压缩的空气被释放到压缩机的出口。
双级压缩机相较于单级压缩机具有一些显著的优势。
首先，双级压缩机能够将压缩机的效率提高到更高的水平。
在单级压缩机中，气体在一次过程中被压缩到更高的压力时，会因为温度上升而减少气体的密度，降低了压缩机的容积效率。
而双级压缩机通过将压缩过程分为两个级别来减小每个级别的冷却负荷，从而提高了气体的密度和压缩机的容积效率。
此外，双级压缩机还能够提供更高的最终压力。
由于气体在两个级别中被连续压缩，双级压缩机能够将压力提升到更高的水平，满足一些特殊领域的需求。
因此，双级压缩机在许多需要高压空气的应用领域具有广泛的应用，如工业制造、医疗设备、食品加工等。
综上所述，空压机双级压缩机通过连续的双级压缩过程，在提高压缩机效率和性能方面具有明显的优势。
它的工作原理基于热力学和流体力学原理，能够将压缩气体的压力、密度和温度提升到更高的水平，满足各种特殊领域的需求。
在未来的发展中，双级压缩机将继续发挥重要作用，并在各个行业中得到更广泛的应用。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将会从以下几个方面对空压机双级压缩机的原理进行详细介绍:1.2.1 双级压缩机的基本原理在这一部分，将会详细解释双级压缩机的工作原理。
两级压缩以及复叠式制冷原理
一级节流中间不完全冷却循环
4
冷凝器
中间 冷却器
膨胀阀 5'
4' 膨胀阀
5
1
蒸发器
T 3
高压 Tk
压缩机
2'
T0
2
低压 压缩机
k
4
4' 5'
6
5
3' wc
q0
pk 3
pk' 2 2' p0
1
S
Pm = Pk P0
图7示出的SD2-4F10A型两级压缩氟里昂制冷机系统
就是按图4-4a所示的一级节流中间不完全冷却循环所
《制冷原理与技术》讲义
第七讲 两级压缩及复 叠式制冷原理
陈江平 上海交通大学制冷研究所
1、采用两级压缩的原因
单级压缩压缩比为10时最低蒸发温度
制冷剂
冷凝 温度 （°C）
30
35
40
45
50
R717 -30.5 -27.3 -24.4
R12
-37.2 -34.2 -31.5
R22
-36.8 -33.8 -31.1 -28.3 -25.4
图7 SD2-4F10A两级压缩氟里昂制冷系统图 A－低压压缩机；B－高压压缩机；C１、C２－油分离器；D－冷凝器；E－过滤干燥器；F－中间冷却器；
G－蒸发器；H－气液分离器；I１、I２－热力膨胀机；J１、J２－电磁阀
3、两级压缩的热力计算
两级压缩制冷机进行循环的热力计算时，首先要对制冷工质及循环型式加 以选择，然后 确定循环的工作参数，按上节所述方法进行具体的计算。 两级压缩制冷机应使用中温制冷剂，这是因为受到在低温时系统中蒸发压力不能太低 ，在常温下冷凝压力又不允许过高及应能够液化的限制。通常应用较为广泛的是R717、 R22、R290等。 中间冷却的方式是与选用的制冷剂的种类密切相关的。对采用回热有利的制冷剂如 R290等采用中间不完全冷却循环型式，同样可使循环的制冷系数有所提高。但为了降低高 压级的排气温度，也可选用中间完全冷却的循环型式。对采用回热循环不利的制冷剂如氨 等，则应采用中间完全冷却的循环型式。 对于蒸发温度较低的两级压缩循环，通常都增加回热器，其目的并不在于提高制冷系 数，而是为了提高低压级压缩机的吸气温度，改善压缩机的工作条件。 两级压缩循环工作参数的确定与单级压缩循环是相似的，即根据环境介质的温度和被 冷却物体要求的温度，考虑选取一定的传热温差，即可确定循环的冷凝温度和蒸发温度。 至于中间温度（或中间压力）如何确定是两级压缩循环的特有问题，中间压力选择是否恰 当，不仅影响到经济性，而且对压缩机的安全运行也有直接关系。
双级压缩制冷循环原理图文稿
双级压缩制冷循环原理集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）双级压缩制冷循环原理一、萨震两级压缩采用的原因制冷系统的冷凝温度（或冷凝压力）决定于冷却剂（或环境）的温度，而蒸发温度（或蒸发压力）取决于制冷要求。
由于生产的发展，对制冷温度的要求越来越低，因此，在很多制冷实际应用中，要在高压端压力（冷凝压力）对低压端压力（蒸发压力)的比值（即压缩比）很高的条件下进行工作。
由理想气体的状态方程Pｖ/T≡Ｃ可知，此时若采用单级压缩制冷循环，则压缩终了过热蒸气的温度必然会很高(Ｖ一定，Ｐ↑→Ｔ↑），于是就会产生以下许多问题。
１.压缩机的输气系数λ大大降低，且当压缩比≥20时，λ＝0 。
２.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大为降低。
３.压缩机的功耗增加，制冷系数下降。
４.必须采用高着火点的润滑油，因为润滑油的粘度随温度升高而降低。
５.被高温过热蒸气带出的润滑油增多，增加了分油器的负荷，且降低了的传热性能。
总上所述，当压缩比过高时，采用单级压缩循环，不仅是不经济的，而且甚至是不可能的。
为了解决上述问题，满足生产要求，实际中常采用带有中间冷却器的制冷循环。
但是，双级压缩制冷循环所需的设备投资较单级压缩大的多，且操作也较复杂。
因此，采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都是有利的，一般当压缩比≥８时，采用双级压缩较为经济合理。
二、双级压缩制冷循环的组成及常见形式两级压缩制冷循环，是指来自的蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后，才进入冷凝器。
并在两次压缩中间设置中间冷却器。
两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机（其中一台为低压级压缩机，另一台为高压级压缩机）两级系统，也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统，其中一个或两个汽缸作为高压缸，其余几个汽缸作为低压缸，其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。
两级压缩制冷循环由于节流方式和中间冷却程度不同而有不同的循环方式，通常分为：两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却和一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。
双级压缩制冷循环原理
双级压缩制冷循环原理一.两级压缩采用得原因制冷系统得冷凝温度（或冷凝压力）决定于冷却剂（或环境）得温度，而蒸发温度（或蒸发压力）取决于制冷要求。
山于生产得发展，对制冷温度得要求越来越低，因此，在很多制冷实际应用中，压缩机要在高压端压力（冷凝压力）对低压端压力（蒸发压力）得比值（即压缩比）很高得条件下进行工作。
山理想气体得状态方程p V /T三C可知，此时若采用单级压缩制冷循环，则压缩终了过热蒸气得温度必然会很高（V—定，P f-T f ）,于就是就会产生以下许多问题。
1、压缩机得输气系数X大大降低，且当压缩比$20时，X = 0 o2。
压缩机得单位制冷量与单位容积制冷量都大为降低。
3。
压缩机得功耗增加，制冷系数下降。
4。
必须采用高着火点得润滑油，因为润滑油得粘度随温度升高而降低、5、被高温过热蒸气带出得润滑油增多，增加了分油器得负荷，且降低了冷凝器得传热性能。
总上所述，当压缩比过高时，采用单级压缩循环，不仅就是不经济得，而且其至就是不可能得、为了解决上述问题，满足生产要求，实际中常采用带有中间冷却器得双级压缩制冷循环。
但就是,双级圧缩制冷循环所需得设备投资较单级圧缩大得多，且操作也较复杂、因此，采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都就是有利得，一般当压缩比$8时，采用双级压缩较为经济合理。
二、双级压缩制冷循环得组成及常见形式两级圧缩制冷循环，就是指来自蒸发器得制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后，才进入冷凝器。
并在两次压缩中间设置中间冷却器。
两级压缩制冷循环系统可以就是山两台压缩机组成得双机（其中一台为低压级压缩机，另一台为高压级压缩机）两级系统厂也可以就是山一台压缩机组成得单机两级系统，其中一个或两个汽缸作为高压缸，其余儿个汽缸作为低压缸，其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 、两级压缩制冷循环由于节流方式与中间冷却程度不同而有不同得循环方式，通常分为:两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却与一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。
双级压缩机原理
双级压缩机原理
双级压缩机是一种常用的压缩机类型，它由两个压缩级别组成。
每个级别都包括一个压缩机，其工作原理类似于单级压缩机。
在第一个级别，气体通过进气口进入压缩机。
压缩机内部的活塞或螺杆会将气体压缩并推送到第二个级别。
在这个过程中，气体的压力和温度将增加。
进入第二个级别后，气体将再次被压缩，从而增加其压力和温度。
在两个级别内，压缩机通过减少气体空间的体积来增加气体的压力。
最终，经过第二个级别后，气体被排出压缩机，同时具有更高的压力和温度。
这样的高压气体可以进一步被用于其他应用，例如供给工业设备或进一步处理。
双级压缩机的优点在于，它可以实现更高的压缩比。
通过将气体在两个级别内进行压缩，压力可以显著提高。
这对于压缩需要更高压力的气体非常有用。
然而，双级压缩机也存在一些局限性。
首先，它的构造较为复杂，需要两个独立的压缩机来实现。
其次，由于两个级别都会增加气体的温度，所以需要进行冷却以确保压缩机正常运行。
总的来说，双级压缩机是一种能够实现更高压缩比的设备。
通过使用两个级别的压缩，气体的压力可以显著增加，从而满足一些特殊应用的需求。
双级压缩式制冷循环
双级压缩式制冷循环2．5两级压缩及复叠式制冷原理 2．5．1采用两级压缩的原因单级压缩在选用合适的制冷剂时，其蒸发温度只能到达-25～-35℃，原因是压缩比0p p k不能再提高了。
因为： 〔1〕↑↓↓→↓→00p p p T ko ，压缩机输气量↓→制冷量↓ 〔2〕↑→0p p k压缩机排气温度↑(↑=↑RT pv )→汽缸壁温↑→吸入蒸汽温度↑→↑v →吸气量↓例如：当蒸发温度-30℃，冷凝温度40℃时，单级氨压缩机排气温度可达160℃以上。
必须作如下限制：① 单级氨压缩机排气温度＜140℃ ② 单级氟压缩机〔R12〕排气温度＜100℃ ③ 单级氟压缩机〔R22〕排气温度＜115℃ 〔3〕↑→0p p k偏离理想等熵压缩机过程的程度↑→压缩机效率↓ 我国规定：R717：0p p k ≤8 R12、R22：0p p k≤10 〔P38表2-3〕 要获得-30～-65℃的蒸发温度，又要符合合适的压缩比，则需要两级压缩制冷。
2．5．2两级压缩制冷循环 1．两级压缩制冷循环的类型k m p p p p 压缩压缩（中间冷却器冷却后）→→→0201总压缩比0201p p p p km •=每一级压缩比≤8～10以下 可分为⎩⎨⎧一级节流两级节流 ⎩⎨⎧中间不完全冷却中间完全冷却* 两级节流：冷凝压力k p 节流到m p 中间压力，再节流到蒸发压力0p* 一级节流：冷凝压力k p 节流到蒸发压力0p ，容易调节，实际生产中常用一级节流。
* 两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度，降低压缩机功耗。
① 中间完全冷却——低压级排气温度〔过热蒸汽〕被冷却成m p 中间压力下的干饱和蒸汽温度。
〔氨压缩机〕② 中间不完全冷却——低压级排气温度〔过热蒸汽〕被冷却降低了温度，来到达m p 中间压力下的干饱和蒸汽温度。
〔氟压缩机〕2．一级节流中间完全冷却循环这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所采用。
如下图：从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4，进入冷凝器后被冷却成饱和液体5；从冷凝器出来的液体分为两路，一路经膨胀阀A 进行节流，节流后降温为6，然后进入中间冷却器吸热，使中间冷却器中来自低压级的排气2充分冷却，6与2混合后的气体3为中间压力m p 下的饱和温度m t ，3作为高压级的吸气经高压级压缩后变成过热蒸汽4，至此构成一个高压级的循环回路；另一路饱和液体5经中间冷却器过冷后变成过冷液7，经膨胀阀B 进行节流后变成低压液体8，进入蒸发器汽化制冷，然后变成饱和蒸汽1，在低压级压缩后变成过热蒸汽2，在中间冷却器冷却并与在中间冷却器汽化的蒸汽混合，变成饱和蒸汽了，作为高压级的吸气经压缩后变成高压级排气4，形成另一个循环，这是实现低温制冷的主循环。
双级压缩,与复叠式制冷循环
为什么？
当冷凝温度升高或蒸发温度降低时，压缩机 的压力比增大，排气温度上升，
用户要求蒸发温度↘ →蒸发压力↘ →压力比 （pk/p0）↗ 压缩机输气系数下降； 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。
蒸发温度降低对单级制
冷循环的影响：
1．节流损失增加，制冷
当冷凝温度为 40℃，蒸发温度为 -30℃时，单级氨压缩机 即使在等熵压缩的情况下，排气温度已高达 160℃，显然 它已超过了规的最高排气温度为150℃的限制。
采用两级压缩的原因 １.压缩机的输气系数λ大大降低，且当压缩比 ≥20时，λ＝0 。 ２.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大 为降低。 ３.压缩机的功耗增加，制冷系数下降。 ４.必须采用高着火点、高粘度的润滑油，因为 润滑油的粘度随温度升高而降低。 ５.被高温过热蒸气带出的润滑油增多，增加了 分油器的负荷，且降低了冷凝器的传热性能。 总上所述，当压缩比过高时，采用单级压缩 循环，不仅是不经济的，而且甚至是不可能的。
4、低压压缩机每压缩1kg蒸气所消耗的理论功
5、为了在低温下制得冷量 Q0 ，除了低压压缩机消耗能量外，高压压缩 机也要消耗一定的能量。高压压缩机消耗的单位理论功是
高压压缩机的制冷剂流量qmg 大于低 压压缩机的制冷剂流量 qmd ，它可 以根据中间冷却器的热平衡关系计算 出来。由图可知：
6、冷凝器热负荷
余隙容积
二、余隙容积的影响
生产量：
有效吸气容积：
p2 p1
V V1 V4
容积效率：
Vc V V 1 Vh Vh
1
1 n
余隙容积百分比Vc/Vh和多变指数n一定时，增压比越
2.4双级压缩和复叠式制冷解析
5.临界温度限制。如果使用低温制冷剂，则上述问题可以解 决，但是低温制冷剂临界温度太低，无法在常温下液化。
六、复叠式制冷循环原理
复叠式制冷一般使用两个制冷系统，在高 温系统里使用沸点温度高的制冷剂，在低 温系统里使用沸点温度低的制冷剂，高温 系统中制冷剂的蒸发是为了吸收低温系统 中制冷剂冷凝放出的热量，只有低温系统 中制冷剂蒸发向被冷却对象吸热。这种系 统叫做复叠式制冷系统，它既可以获得较 低的蒸发温度和合适的蒸发压力，又可以 向环境放热。
⑶压力比的增大将导致压缩机排气温度升高， 汽缸壁的温度随之升高。这一方面会使吸 入的制冷剂蒸气温度升高，比体积增大， 减少了压缩机吸气量；另一方面排气温度 和汽缸温度过高，会使得润滑油变稀甚至 部分碳化，导致压缩机润滑状况恶化，严 重影响压缩机正常运行。
由于以上原因，单级压缩机压缩比不宜过大。 一般使用氨作为制冷剂的活塞式压缩机压缩 比最大为8，使用氟利昂作为制冷剂的螺杆 式压缩机压缩比最大不能超过10，而使用离 心式压缩机时，压缩比最大不能超过4。这 样的话，在冷凝温度跟环境温度差不多的情 况下，单级压缩机可以达到的蒸发温度通常 为-20℃~-30℃，最多不超过-40℃.主要的原 因是考虑多方面因素，其中最关键的因素是 系统压缩过程不是绝热过程，当压缩比过大 的情况下，势必出现压力值变大现象，而这 个时候温度也会突生，在温度高的状态下， 对压缩机的冷冻油以及冷媒有分解，炭化的 问题，所以为了保证系统安全与可靠，系统 运行过程中的压缩比不能超过10.
4)采用多级压缩制冷循环，可提高制冷循环 中的节流效应，减少节流损失，提高制冷效 率。
第四章双级压缩式和复叠式制冷循环
五．带有经济器(省功器)的压缩制冷循环
在螺杆式和离心式压缩机制冷循环中，为了获得较低的蒸发温度或提高循 环的制冷系数，常常使用经济器(省功器)，其与双级压缩制冷循环具有类 似的效果。 (1)带有经济器的螺杆式压缩机制冷循环 利用螺杆式压缩机结构上的特点， 在气缸的适当位置开设补气孔口，在同一个气缸中进行两次吸气过程，与 设置在机组上的经济器相连，组成带有经济器的螺杆式压缩机制冷系统， 螺杆式压缩机的压缩过程增加中间补气后，单级压缩变成了双级压缩。
qVd
Q0 v1 qmd v1 h1 h9
Q0 v1 d h1 h9 d qVd
4、低压级压缩机的理论输气量(m3／s)为
qVthd
5、低压级压缩机所消耗的轴功率Ped(kW)为
Ped
qmd w0 d
kd
Q0 h2 h1 h1 h9 kd
如上图所示，假设中间冷却器外壳具有良好的绝热性能，不考虑中间冷却 器与外界的传热，则
一级节流中间不完全冷却的双级压缩氟利昂制冷系统
三．两级节流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环
两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环 ( a ) 流程图 ( b ) lgp-h图
1、制冷量为Qo(kW或kJ／s)时，低压压缩机的质量流量(kg／s)为
q md
Q0 Q0 q0 h1 h9
12、冷凝器热负荷
Qk qmg (h5 h6 )
13、理论循环制冷系数 0
Q0 q md w0 d q mg wog h1 h9 h8 h9 h2 h1 (h5 h4 ) h8 h6
两级压缩制冷循环
的热平衡关系计算出来。由图2可知：
qmdh2+qmd(h5-h7)+ (qmG + qmd)h5= qmG h3 • 从而可求出
• qmG =qmd(h2-h7)/(h3-h5)
• = (h2-h7)/(h3-h5) * Q0 /(h1-h7) kg/s
(8)
•
• 因此高压压缩机所需要的轴功率是 Peg= qmg* w0g/ ŋkg
• 式中λd ----- 低压压缩机的输气系数，其 数值可以按相同压缩比时单级压缩机的 输气系数的90%考虑。
• 为了在低温下制得冷量Q0，除了低压压缩机消
耗能量外，高压压缩机也要消耗一定的能量。
高压压缩机消耗的单位理论功是
w0g=h4-h3
(7)
高压压缩机的制冷剂流量qmg 大于低压压缩
机的制冷剂流量qmd ，它可以根据中间冷却器
• 单级压缩的最低蒸发温度不仅受到容积系数为零的 限制，随着压力比的增大，除了引起制冷量下降，功耗 增加、制冷系数下降、经济性降低外，排气温度的限制 也是选择压缩机级数的另一个重要原因。
• 排气温度过高，它将使润滑油变稀，润滑条件恶化，甚 至会引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。当冷凝温度 为40℃，蒸发温度为-30℃时，单级氨压缩机即使在等 熵压缩的情况下，排气温度已高达160℃，显然它已超 过了规的最高排气温度为150℃的限制。
• q0=h1-h8=h1-h7 kj/kg
(1)
低压压缩机每压缩1kg蒸气所消耗的理论 功是
w0d =h2-h1 k0kw ，则低压压缩机
的流量是
qmd =Q0/q=Q0/(h1-h8)= Q0/(h1-h7) kg/s (3) 从而可算出低压压缩机所需的功率
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双级压缩制冷循环原理
引言：
双级压缩制冷循环是一种高效的制冷循环系统，通过将压缩机分为两级，可以提高制冷系统的性能和效率。
本文将详细介绍双级压缩制冷循环的原理、工作过程以及优点。
一、双级压缩制冷循环的原理
双级压缩制冷循环是基于传统的压缩制冷循环的改进。
传统的压缩制冷循环由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四个主要组件组成。
而双级压缩制冷循环则在传统循环的基础上增加了一个中间冷却器。
双级压缩制冷循环的工作原理如下：
1. 第一级压缩：制冷剂从蒸发器进入第一级压缩机，被压缩为高温高压气体。
2. 中间冷却：高温高压气体进入中间冷却器，在此过程中，部分热量被冷却掉，使制冷剂降温。
3. 第二级压缩：冷却后的制冷剂进入第二级压缩机，再次被压缩为更高温高压气体。
4. 冷凝：高温高压气体进入冷凝器，通过散热的方式释放热量，变为高压液体。
5. 膨胀：高压液体通过膨胀阀进入蒸发器，压力迅速降低，使制冷剂蒸发为低温低压的气体。
6. 蒸发：低温低压气体吸收周围热量，实现制冷效果，并再次进入第一级压缩机，循环往复。
二、双级压缩制冷循环的工作过程
双级压缩制冷循环的工作过程可以分为两个阶段：高温阶段和低温阶段。
1. 高温阶段：
在高温阶段，制冷剂在第一级压缩机中被压缩，变为高温高压气体。
然后，通过中间冷却器的冷却作用，一部分热量被排出。
之后，制冷剂再次进入第二级压缩机，被再次压缩为更高温高压气体。
最后，高温高压气体进入冷凝器，通过散热的方式释放热量，变为高压液体。
2. 低温阶段：
在低温阶段，高压液体通过膨胀阀进入蒸发器，压力迅速降低，使制冷剂蒸发为低温低压的气体。
低温低压气体吸收周围热量，实现制冷效果。
然后，制冷剂再次进入第一级压缩机，循环往复。
三、双级压缩制冷循环的优点
双级压缩制冷循环相比传统的压缩制冷循环具有以下优点：
1. 高效能：通过增加中间冷却器，可以减少制冷机组的功耗，提高制冷系统的效率。
2. 节能：利用中间冷却器的冷却作用，可以减少能量的损失，从而
达到节能的目的。
3. 稳定性好：双级压缩制冷循环可以提高制冷系统的稳定性，减小温度波动范围，保证系统的正常运行。
4. 适用范围广：双级压缩制冷循环适用于各种工业和商业场合，能够满足不同场景的制冷需求。
结论：
双级压缩制冷循环是一种高效、节能的制冷循环系统。
通过将压缩机分为两级，并增加中间冷却器，可以提高制冷系统的性能和效率。
双级压缩制冷循环具有高效能、节能和稳定性好等优点，适用于各种制冷需求的场合。
随着技术的不断进步，双级压缩制冷循环将在未来得到更广泛的应用。