复叠式制冷循环
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? 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
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
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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!
?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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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
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。
压缩机
冷凝蒸发器
回热器
组成
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。
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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
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≤2~3 Kg/cm2(绝对), T0 >0℃ 如R 11(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 。
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。
图1示出由两个单级压缩系统组成的最简单的复叠式制冷循环系统原 理图。循环工作过程可从图中清楚地看出。图 2示出了这一循环的压 -焓图。图中 1-2-3-4-5-1为低温部分循环。 6-7-8-9-10 -6为高温部分循环。冷凝蒸发器中的传热温差一般取 5~10℃。
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实际复叠机
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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R 717、R 12、R 22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R 13(CF3Cl )、R 14( 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。
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。
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。
? 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
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
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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!
?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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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
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。
压缩机
冷凝蒸发器
回热器
组成
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。
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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
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≤2~3 Kg/cm2(绝对), T0 >0℃ 如R 11(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 。
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。
图1示出由两个单级压缩系统组成的最简单的复叠式制冷循环系统原 理图。循环工作过程可从图中清楚地看出。图 2示出了这一循环的压 -焓图。图中 1-2-3-4-5-1为低温部分循环。 6-7-8-9-10 -6为高温部分循环。冷凝蒸发器中的传热温差一般取 5~10℃。
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实际复叠机
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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R 717、R 12、R 22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R 13(CF3Cl )、R 14( 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。
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。
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。