复叠式制冷循环

08:28
weisean
18
复叠式制冷循环中中间温度的确定应根
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。
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。
08:28
weisean
5
如果采用低温制冷剂，虽然低温下它们的蒸发压
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℃。
08:28
weisean
13
实际复叠机
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。
08:28
weisean
10
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。
08:28
weisean
11
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。
08:28
weisean
9
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。
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。
08:28
weisean
3
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。
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
08:28
weisean
17
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。
08:28
weisean
6
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
08:28
Βιβλιοθήκη Baidu
weisean
1
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。
08:28
weisean
7
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。
08:28
weisean
8
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!
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。
08:28
weisean
15
08:28
weisean
16
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
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 。