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.ppt
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,为了获得更低温度，采用单一制冷剂的多级压缩 循环将受蒸发温度过低，制冷剂凝固的限制；,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 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。,3.4.1 采用复叠式制冷循环的原因,采用低温制冷剂时，蒸发压力均高于10KPa， 但冷凝压力太高，接近于临界状态，使循环 的节流损失大大增加。,3.4.1 采用复叠式制冷循环的原因,3.4.2 复叠式制冷循环,1. 系统的组成： 由两个（或数个）采用不同制冷剂的单级（或多级） 制冷系统组成，分别称为高温部分和低温部分。 高温系统使用中温制冷剂，低温系统采用低温制冷剂。 两部分由一只蒸发冷凝器联系起来。 高温部分制冷剂的蒸发用来使低温部分制冷剂冷凝。 两部分之间靠蒸发冷凝器来实现传热。高温部分的制冷剂 再通过自己系统的冷凝器释放给环境介质水或空气。 而低温部分通过自己系统的蒸发器来吸收被冷却对象低温 环境下的热量。,复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和制冷剂种类,2. 复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和 制冷剂种类,复叠式制冷循环的组合形式与制冷温度和制冷剂种类,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,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。）,两级复叠制冷循环系统（R22-R23）,工作原理图：,辅助设备的作用：,举例,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-R23）,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 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 程中，大量液体进入压缩机发生液击事故。,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,课后阅读,热力计算中需注意问题 1. 高温，低温部分单独计算,3.4.3 复叠式制冷循环的热力计算,制冷量：,低温部分：,高温部分：,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 。,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， 压缩机的汽缸工作容积利用率较高。,3.4.3 复叠式制冷循环的热力计算,迈勒普拉萨特：,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。,举例,启动 a: 先启动高温部分，待高温部分的蒸发温度降到 足以保证低温部分的冷凝压力不会超过压缩机 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。,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。,3.4.3 复叠式制冷循环的启动与膨胀容器,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） 4. 了解两级压缩制冷循环系统中主要设备及辅助 设备的作用。 5. 控制容器的作用是什么？,作 业,
