制冷与低温技术原理第3章蒸气压缩制冷循环-复迭式制冷循环

3.4.3 复叠式制冷循环的启动与膨胀容器
1. 启动 2. a: 先启动高温部分，待高温部分的蒸发温度降到 3. 足以保证低温部分的冷凝压力不会超过压缩机 4. 的最高允许压力时，再启动低压部分。 b: 小型复叠式制冷机，高、低温部分同时启动，
但须在低温部分压缩机的排气管上装设压力 控制阀，以保证不会超压。
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
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T
6
7
3.4.3 复叠式制冷循环的热力计算
2
热力计算中需注意问题
3 8
5
4
1
1. 高温，低温部分单独计算 0
s
制冷量：
✓低温部分： Q 0 d q m(h d 4 h 1 )
3.4 复叠式制冷机循环
3.4.1 采用复叠式制冷循环的原因
1. 为了获得更低温度，采用单一制冷剂的多级压缩 2. 循环将受蒸发温度过低，制冷剂凝固的限制；
例如 氨；标准蒸发温度为 -33.4℃， 凝固温度为 -77.7℃。
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3.4.1 采用复叠式制冷循环的原因
蒸发压力过低会带来下列问题： ✓ 蒸发器与外界的压差增大，空气渗入系统的
2. 采用低温制冷剂时，蒸发压力均高于10KPa， 3. 但冷凝压力太高，接近于临界状态，使循环 4. 的节流损失大大增加。
例如
用乙烷做低温制冷剂， 当蒸发温度t0=-100℃时，蒸发压力p0=542kPa， 冷凝温度tk=30℃时，冷凝压力pk=4860kPa， 接近其临界状态。节流损失大大增加。
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℃ （低温部分的冷凝温度必须高于高温部分的 蒸发温度。）
工作原理图：
辅助设备的作用：
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两级复叠制冷循环系统（R22-R23）
D
E
F
C
GH
S
F
V
H
I
K
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B W R
A
A 低温压缩机； B高温级压缩机； C油分离器； 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
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
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。
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3.4.1 采用复叠式制冷循环的原因
✓高温部分： Q0gQkdQ冷 损
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 ℃。
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3.4.3 复叠式制冷循环的热力计算
4. 中间温度，压力的选用
原则：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，
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3.4.3 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部分定时运转， 以便低温部分始终处于低温状态， b: 将低温制冷剂充入制冷剂瓶中。 小型制冷装置： 在低温部分系统中接入一个膨胀容器，以便 停机后一部分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。
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3.4.2 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
冷凝器
7
6
T
6
wenku.baidu.com
节
7
流 阀
冷凝蒸发器
8
5 压缩机
2 3
节
3
2
8
5
流
阀
压缩机
4
1
4
1
蒸发器
0
s
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举例 两级复叠制冷循环系统（R22-R23）
举例
压缩机的汽缸工作容积利用率较高。
迈勒普拉萨特：
T m ( T K T 0 ) 0 . 5 0 . 5 T 0 . 1 T 2 2 /T K ( T 5 0 ) 0 . 5
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。
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作业
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. 对比单级，两级，复叠式制冷循环（原理 、 过程、P-h图、T-S图、热力计算等）
4202.0/1了2/13 解两级压缩制冷循环系统中主要设备及
的冷凝热负荷（减少高温级循环的制冷量）。 ✓ 膨胀容器：
保证低温级系统避免超压和安全顺利地启动。 ✓ 油分离器：
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部分系统中的高
压制冷剂液体窜入蒸发器，造成系统在启动过 2020/1程2/13中，大量液体进入压缩机发生液击事故。
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