双级压缩式制冷循环
2.4双级压缩和复叠式制冷解析
②一级节流中间不完全冷却的双级 压缩制冷循环
留意该循环和第一种循环的不同点。自行 画出T-S图。
③一级节流中间不冷却的双级压缩 制冷循环，
在冷藏运输以及某些特定的生产工艺制冷工段的制冷装 置中，既要到达低温又要简化制冷系统，这时常承受一次 节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环(右图)。这种循环 和前面所述的两级压缩比较，取消了中间却冷却器，因而 系统进一步简化，但这种循环方式不省功，也不能提高循 环的制冷量和制冷系数。
⑶压力比的增大将导致压缩机排气温度上升， 汽缸壁的温度随之上升。这一方面会使吸 入的制冷剂蒸气温度上升，比体积增大， 削减了压缩机吸气量；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 局部碳化，导致压缩机润滑状况恶化，严 峻影响压缩机正常运行。
由于以上缘由，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 状况下，单级压缩机可以到达的蒸发温度通 常为-20℃~-30℃，最多不超过-40℃.主要的 缘由是考虑多方面因素，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 大的状况下，势必消逝压力值变大现象，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牢靠，系 统运行过程中的压缩比不能超过10.
2)每一级的压力比降低，可以提高制冷压缩 机的指示效率，削减实际压缩过程中的不 行逆损失。在有中间冷却的多级压缩中， 可节省循环耗功；降低每一级的排气温度， 保证制冷系统的高效安全运行，如图
3)降低了每一级的压力比，同样也降低了每 级制冷压缩机的压力差，使得制冷机运行的 平衡性增高，机械摩擦损失削减。在设计时， 可简化制冷机构造，降低生产本钱。
两级压缩
1.1.3.3 多级蒸汽压缩制冷循环在单级蒸气压缩式制冷循环中，当制冷剂选定后，其冷凝压力，蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制，蒸发温度由制冷装臵的用途确定的，当冷凝温度升高或蒸发温度降低时，压缩机的压力增大，排气温度上升，在常温冷却条件下能够获得低温程度是有限的，即制冷温差是有限的。
当要求的制冷温差使循环的压力比超过单级压力比的上述限制时，一种解决办法是采用分级压缩，中间冷却，就是分两极或多级达到循环所要求的总压力比，并且在低压即完成压缩后，现将其排气冷却降温后再到高压级继续压缩，从而每一级的压力比和排气温度均不超限。
由于考虑到超过两级后系统设计的复杂性及其他许多因素，故两级以上的循环在实际中很少使用，通常采用两级压缩循环，所以一下重点讨论两级压缩制冷循环。
1.1.3.3.1 两级压缩制冷循环概述在蒸气压缩式制冷循环中，当制冷剂选定后，其冷凝压力、蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质（水或空气）温度的限制，蒸发温度由制冷装臵的用途确定。
当冷凝温度升高或蒸发温度降低时，压缩机的压力比将增大。
由于压缩机余隙容积的存在，压力比提高到一定数值后，压缩机的容积系数变为零，压缩机不再吸气，制冷机虽然在不断运行，制冷量却变为零。
例1 有一台制冷压缩机，工质为R22，相对余隙容积，膨胀过程指数，冷凝温度℃，求允许最低蒸发温度。
解容积系数的计算公式为当达到最低蒸发温度时，，上式可变为代入具体数值，即冷凝温度℃时，R22的冷凝压力，因此最低蒸发压力为与相对应的蒸发温度℃，这就是蒸发温度的极限值。
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。
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
双级压缩制冷循环原理
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。
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
第四章 两级压缩和复叠制冷循环
R728
R729 R740 R732 R50
28.013
28.97 39.948 31.9988 16.04
-198.8
-194.3 -185.9 -182.9 -161.5
-210
－ -189.3 -218.8 -182.2
-146.9
-140.7 -122.3 -118.4 -82.5
-100℃
R22-R23 R507-R23 R22-R1150 R507-R1150
-120℃
R22-R1150 R507-R1150 R22-R23-R50 R507-R23-R50
高温部分 ,
低温部分
图2-10 由两个单级系统组成的复叠式制冷机 a) 制冷循环系统 b) T-s图
高温系统制冷剂的蒸发是用来冷凝低温部分系统的制冷剂,只有低温部分 的制冷剂在蒸发时被冷却物吸热
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结束
单级压缩蒸气制冷循环压比一般不超过8～10。在通常 的环境条件下，在允许压比范围的最大值时，常用 的中温制冷剂一般只能获得-20～-40℃的低温。 解决方法： 实行分级压缩，从而避免压比过大和排气温度过高带 来的危害，获得较低的蒸发温度。
Lg p 4 3 pk
2
v
2
s
2
p 0 5 0 1 h
187.39
96.95 131.39 18.0
47.57
47.8 87.2 100.0
-35
-50 -73 0
214.1
243.3 271.1 374.2
3437
5478 5016 22103
第二节 两级压缩制冷循环及热力计算
两级压缩制冷循环：
制冷剂气体从蒸发压力提高到冷凝压力的过程分 两个阶段：先经低压级压缩到中间压力，中间压力下 的气体经过冷却（即中间冷却）后再到高压级进一步 压缩到冷凝压力的制冷循环。
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环双级蒸气压缩式制冷循环是一种通过两个不同压力级别的压缩机来实现制冷的技术。
在这种循环中，高温高压的蒸汽通过第一级压缩机被压缩，然后通过冷凝器放热并冷却成液体，液体再经过节流阀降压，进入低温低压的蒸发器蒸发，吸收热量进行制冷。
而低温低压的蒸汽则通过第二级压缩机再次被压缩，形成高压蒸汽，循环再次进行。
这种循环适用于需要同时实现高温和低温制冷的场合，例如冷库和超市的冷冻柜。
复叠式制冷循环是一种通过多个有机朗肯循环进行分级压缩的技术。
在这种循环中，不同有机工质通过多个级别的压缩进行循环，同时实现了不同温度级别的制冷。
每个循环级别的压力和温度可以根据需要进行调节，使得这种循环对于需要多级别制冷的场合非常适用，例如化工和医药行业的制冷需求。
总的来说，双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环都是高效的制冷技术，它们分别适用于不同的制冷需求。
在实际应用中，根据具体的情况可以选择适合的制冷循环技术，以实现最佳的制冷效果。
制冷循环是现代生活中不可或缺的技术之一，它广泛应用于家用、商用和工业领域。
在不同的环境和使用条件下，需要不同的制冷技术来满足特定的需求。
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环就是两种常用的制冷技术，它们分别具有各自独特的特点和优势。
双级蒸气压缩式制冷循环适用于需要同时进行高温和低温制冷的场合。
在这种循环中，通过两个不同压力级别的压缩机对蒸汽进行压缩，实现两个不同温度级别的制冷。
高温高压的蒸汽通过第一级压缩机被压缩，然后通过冷凝器放热成液体，再经过节流阀降压进入低温低压的蒸发器蒸发，吸收热量进行制冷。
低温低压的蒸汽则通过第二级压缩机再次被压缩，形成高压蒸汽，循环再次进行。
这种制冷循环适用于需要同时进行高温和低温制冷的场合，例如在冷库和超市的冷冻柜等。
复叠式制冷循环是一种通过多个有机朗肯循环进行分级压缩的技术。
在这种循环中，不同有机工质通过多个级别的压缩进行循环，同时实现了不同温度级别的制冷。
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。
第四章双级压缩
0.5两种。
4.3 双级蒸气压缩式制冷循环的热 力计算及运行特性分析
2.中间压力与中间温度的确定 • （1）选配压缩机时中间压力的确定
– 选配压缩机时，中间压力pm的选择，可以根据制 冷系数最大这一原则去选取，这一中间压力pm又 称最佳中间压力。确定最佳中间压力pm常用的方 法有公式法和图解法。
• 两级压缩制冷机的工况变动时的一些特性：
– ① 随着t0的升高，压力pc和pm都有不断升高，但 pm升高得快；
– ② 随着t0的升高，压力比σH和σL都不断下降， 但σH下降快；
– ③ 随着t0的升高，压力差（pc-pm）减小，（pm-pe） 先逐渐增大而后逐渐减小。
• 4.4 复叠式制冷循环
–
高压级制冷剂的质量流量为
高压级压缩机的理论功率为
qm g
qmd
h2 - h7 h3 - h5
P0g
qm gw0g
Q0
h2 - h7 h4 - h3 h3 - h5 h1 - h8
4.3 双级蒸气压缩式制冷循环的热 力计算及运行特性分析
• 4.3.4 制冷循环的热力计算
– 理论循环制冷系数为
0
4.2.1 双级蒸气压缩式制冷循环基本类型
1.一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环 2.一级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环
3.两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环
4.两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环
5.两级节流、具有中温蒸发器的中间完全冷却两级压缩制冷循环
第4章 双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环
–定义
• 由两个（或数个）不同制冷 剂工作的单级（也可以是多 级）制冷系统组合而成。
两级压缩制冷循环工作过程
两级压缩制冷循环工作过程
压缩制冷循环是一种常见的制冷方式，通过不断压缩、冷却、膨胀和加热气体，来实现制冷的目的。
其中，两级压缩制冷循环是一种比较高效的制冷系统，下面我们将详细介绍它的工作过程。
第一阶段：压缩
在两级压缩制冷循环中，首先需要进行第一阶段的压缩。
在这个阶段，制冷剂被压缩成高压气体，这样就可以提高其温度。
通常，压缩是通过压缩机完成的，压缩机会不断将气体压缩，使其温度和压力都随之升高。
第二阶段：冷却
经过第一阶段的压缩后，高温高压的气体需要进行冷却。
这个阶段通常通过冷凝器完成，冷凝器会将气体中的热量散发出去，从而使气体冷却下来。
在这个过程中，气体会逐渐凝结成液体，并释放出热量。
第三阶段：膨胀
经过冷却后的液体制冷剂会进入膨胀阀，通过膨胀阀的作用，液体会迅速膨胀成为低温低压的气体。
这个过程会使气体吸收周围的热量，从而使周围环境变得更加凉爽。
第四阶段：加热
最后一个阶段是加热阶段，气体会通过蒸发器吸收热量，从而再次
升温。
这样就形成了一个循环，气体不断被压缩、冷却、膨胀和加热，从而实现了制冷的目的。
总结
两级压缩制冷循环通过不断的压缩、冷却、膨胀和加热气体的过程，实现了制冷的效果。
这种制冷方式在工业和家用领域都有广泛的应用，可以实现高效的制冷效果。
通过了解其工作原理，我们可以更好地理解制冷系统的运行机理，从而更好地利用和维护制冷设备。
希望通过本文的介绍，读者对两级压缩制冷循环有了更深入的了解。
双级压缩机制冷原理图流程
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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
两级压缩制冷循环工作过程
两级压缩制冷循环工作过程
制冷循环是一种常见的制冷技术，而两级压缩制冷循环是其中一种常用的制冷系统。
它通过两个不同的压缩级别来提高制冷效率，使制冷系统更加节能和高效。
下面我们来详细了解一下两级压缩制冷循环的工作过程。
让我们了解一下两级压缩制冷循环的基本组成。
该系统主要由两个压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。
其中，第一级压缩机和冷凝器组成第一级压缩，第二级压缩机和蒸发器组成第二级压缩。
整个系统通过膨胀阀将高压制冷剂膨胀为低压制冷剂，以实现制冷效果。
在工作过程中，制冷剂首先被第一级压缩机压缩成高温高压气体，然后通过冷凝器散热冷却成为高温高压液体。
接着，高温高压液体通过膨胀阀膨胀为低温低压液体，然后进入蒸发器。
在蒸发器内，制冷剂吸收外界热量蒸发成为低温低压蒸汽，从而起到制冷作用。
而第二级压缩则是在第一级压缩的基础上进一步提高制冷效果。
低温低压蒸汽再次被第二级压缩机压缩成高温高压气体，然后通过蒸发器吸收热量蒸发，完成制冷循环。
两级压缩制冷循环的工作过程中，第一级和第二级压缩机相互配合，使得制冷效果更加显著。
通过两级压缩，制冷系统可以更加高效地实现制冷效果，同时也提高了系统的稳定性和可靠性。
总的来说，两级压缩制冷循环是一种高效节能的制冷系统，通过两个压缩级别的协同作用，实现了制冷效果的提升。
该系统在工业和商业领域得到了广泛应用，为人们的生活和生产提供了便利。
希望通过本文的介绍，能让大家对两级压缩制冷循环有更深入的了解，进一步推动制冷技术的发展和应用。
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
双级压缩式制冷循环
* 一级节流：冷凝压力固节流到蒸发压力回，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中间完全冷却一一低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却成固中间压力下的干饱和蒸汽温度。
（氨压缩机）②中间不完全冷却一一低压级排气温度（过热蒸汽）被冷却降低了温度，來达到固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釆用。
如图所示：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；从冷凝器出來的液体分为两路，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，使中间冷却器中來自低压级的排气2充分冷却，6与2混合后的气体3为中间压力回下的饱和温度回，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。
如果高压液体不要过冷时，可经过旁通阀直接进入膨胀阀Bo从图（b）可看到，循环3—4一5—6—3在中间冷却器里产生冷量，供另一个循环中饱和液体的过冷（过程5—7）和低压级过热蒸汽的完全冷却（过程2—3）之用。
另一个循环1一2—3一4一5—7—8—1是制取低温冷量用，其制冷剂蒸汽经过高低压级两次压缩、一级节流、中间完 全冷却。
整个制冷系统有三个压力：4-5-7为冷凝压力阿段，也称高压段；8-1为蒸发压力回 段，也称低压段；6-3为中间压力画段，它既是低压级的排气压力，乂是高压级的吸气压力。
（对照P40图2-33两级压缩氨制冷装置） 双级压缩制冷循环分析与计算理想的中间压力应当选择使高压级和低压级所消耗的压缩功的总和为最小值，而制冷系数 达到最大值。
第四章---两级压缩
②．将循环表示在压—焓（lgp-h）图和 温—熵(T-S)图上
循环各过程： 1-2：低压压缩机的压缩过程； 2-3：低压级排气在中间冷却器 中的冷却过程； 3-4：高压级压缩机的压缩过程； 4-5：高压气体在冷凝器中的冷 却、冷凝过程； 5-6：小部分高压液体经节流阀 进入中间冷却器的节流过程 （PK→PM）； 6-3：中压制冷剂在中间冷却器 中的蒸发过程； 5-7：高压液体在中间冷却器的 盘管中的冷却过程； 7-0：高压液体经节流阀进入蒸 Δ t—盘管的端部温差； 发器的节流过程(PK→P0)； 0-1：制冷剂低压液体在蒸发器 t t 7 t m 中的蒸发过程； Δ t一般取5～8℃。
中小型活塞式单级制冷压缩机设计与使用 条件规定： NH3 最大压差 1.6MP 最高排气温度 150℃ R22 最大压差 1.6～1.8MP 最高排气温度 145℃
一．采用多级压缩的原因
1. 压缩机的最大压差是其受力零件强度计算的依 据。如果在运行时，压力差超过规定的数值，将 会引起压缩机零部件的损坏。 2． 压缩机压力比也有一定的限制。如果压力比 过高，会带来如下影响： (1) 压力比过大时，压缩机的排气温度过高； 排气温度升高，将使压缩机气缸壁上的润滑油变 稀，润滑条件变坏；当排气温度接近润滑油的闪 点温度时，会使部分润滑油碳化；会使吸入的制 冷剂蒸气吸热较多，导致输气系数下降。
1405.887
1590 0.48 0.386
－8
1449.396
4
5
1352.56
1352.56 35
1640
352.504
3)低压级流量
qmD Q0 80 0.076 h1 h5 1405.887 352.504
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实际复叠机
力一般均高于15Kpa。例如乙烷，当蒸发温度为 -100℃时，其相应的蒸发压力为52Kpa；但其冷 凝压力太高，当 tk=25 ℃时，其冷凝压力就高达 4.18Mpa，使机器显得十分笨重；而且当冷凝温 度 35 ℃时就已超过了它的临界温度（℃）,使乙 烷蒸气无法液化，循环的经济性大大恶化。
到目前为止，还难以找到一种制冷剂，它既满 足冷凝压力不太高、又满足蒸发压力不太低的要 求。
02:08Leabharlann weisean18
复叠式制冷循环中中间温度的确定应根
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制冷剂蒸发温度过低： 1、易导致压缩机和系统低压部分在高真空下
运行，增加空气渗入的可能性。 2、将导致压缩机吸气比容增大，输气系数减
小，需要采用更大尺寸的压缩机。
如 R13 的凝固温度为 -181 ℃，且在低 温条件下，饱和蒸汽压力仍然较高。但临 界温度低，为 28.8 ℃，不能用环境介质 （水、空气）来完成冷凝过程
例：
当蒸发温度为－80℃时，若采用氨作为制冷剂，它在 -77.7℃时就已凝固，使循环遭到完全破坏。如果采用 R22作为制冷剂，此时它虽未凝固，但蒸发压力已低达 10Kpa，一方面增加了空气漏入系统的可能性，另一方 面导致压缩机吸气比容增大（此时蒸气比容为 1.76m3/kg）和输气系数的降低，从而使压缩机的气缸 尺寸增大，运行经济性下降。
对于往复式制冷压缩机而言，气阀是依靠阀 片两侧气体的压力差自动启、闭来完成压缩
机的吸气、压缩、排气和膨胀过程的，当吸 气压力低于15Kpa时，吸气阀片因压差过低 而往往无法开启，压缩机无法正常工作，增 加压缩机级数也是无济于事的。
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如果采用低温制冷剂，虽然低温下它们的蒸发压
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引课:制冷剂的一般分类
２.中压中温制冷剂 冷凝压力Pk< 20Kg/cm2（绝对），０℃< T0 >-60℃。 如Ｒ717、Ｒ12、Ｒ22等，这类制冷剂一般用于普通单 级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷剂 冷凝压力Pk≥20Kg/cm2（绝对），T0≤－70℃。 如Ｒ13（CF3Cl）、Ｒ14（CF4）、二氧化碳、乙烷、乙 烯等，这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或 -７０℃以下的低温装置中。
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1.双级压缩制冷的局限性：
1. 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。
2. 双级压缩制冷受蒸发压力过低的限制。 3. 双级压缩受循环压力比的限制。
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2. 解决方法 ：采用低温制冷剂。 注意:低温制冷剂常常在常温下无法 冷凝成液体!
采用低温制冷剂的制冷装置，虽
然能够制取很低的温度，但不能单独
工作，需要有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。
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1、原因:
1)凝固点
2)压力比
3)蒸发压力过低 到目前为止，还难以找到一种制冷剂，
它既满足冷凝压力不太高、又满足蒸 发压力不太低的要求。
引课:制冷剂的一般分类
根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力Pk和正 常蒸发温度T0的高低，一般分为三大类： １.低压高温制冷剂 冷凝压力Pk≤２～３Kg/cm2（绝对），T0 >０℃ 如Ｒ11（CFCl3），其T0＝23.7℃。这类制冷剂适用于 空调系统的离心式制冷压缩机中。通常３０℃时， Pk≤3.06Kg/cm2 。
冷凝蒸发器
组成
回热器
节流阀
蒸发器
膨胀容器
制冷剂
R13/R23
复叠式制冷机的启动问题 一般先启动高温部分，后启动低温部分 复叠式与多级循环的比较 体积小紧凑，工作压力范围适中，运行稳定，复杂
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4、热力计算
复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统组成，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。高温部分系统中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）。高温部分的制冷量基本等于低温部分的冷凝热负荷。
为获得更低的蒸发温度
单级压缩转向多级压缩 限制?
采用一种制冷剂循环将出现的问题： (1)．任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其蒸发器压力也必然
降低。 (2)．任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其比容就很大。 (3). 任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其冷凝压力就很高。
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为了获取更低温度，采用单一制冷剂的多 级压缩循环仍将受到蒸发压力过低、甚至 使制冷剂凝固的限制。
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2、工作原理
定义:
复叠式蒸气压缩制冷循环是由两个或两 个以上的单级（也可以是多级）制冷循环 组成，而且在两个制冷系统中充加不同性 质的制冷剂。它既能满足在较低蒸发温度 时有合适的蒸发压力，又能满足在环境温 度条件下冷凝时具有适中的冷凝压力。
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D 冷凝蒸发器
压力控制阀
电磁阀: 1. 作用：自动接通或切断制冷系统的供
液管路，广泛用于如冷藏箱、空调器等所 匹配的氟利昂制冷机中。
2. 位置：冷凝器与蒸发器间的管路上装 有，可控制液体管路的启闭。
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3、特点
压缩机
低温系统
常温下低温制冷剂 的饱和压力非常 高，所以机组一停，需要提供一个 额外膨胀空间，让低温制冷剂 有地 方排泄，但当机组一运行，这部分 制冷剂必须参与循环，这就设计了 一个膨胀容器和电磁阀来进行控制