制冷原理与设备双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环

制冷原理与设备

第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环主编 李晓东制冷原理与设备课件下载-样章.ppt第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环3.1采用多级蒸气压缩式制冷循环的原因3.1.1单级蒸气压缩式制冷循环的局限性1．实际吸气容积减少，制冷量降低，节流损失增加，制冷系数下降。2．压缩机的排气温度上升。3．压缩机运行时的压力比增大，容积效率下降。3.1.2采用多级蒸气压缩制冷循环的必要性（1）降低压缩机的排气温度（2）降低压力比（3）减少节流损失第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环

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

3.2.1双级蒸气压缩式制冷循环基本类型第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环3.2.2一级节流中间完全冷却循环图3-1一级节流中间完全冷却制冷循环第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环3.2.3一级节流中间不完全冷却循环图3-2一级节流中间不完全冷却制冷循环第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环3.2.4一级节流中间不冷却循环图3-3一级节流中间不冷却制冷循环第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环3.2.5二级节流中间完全冷却循环图3-4二级节流中间完全冷却制冷循环

第3章双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环3.2.6二级节流中间不完全冷却循环图3-5二级节流中间不完全冷却制冷循环第3章双双级蒸气气压缩式和和复叠式制制冷循环3.2.7氨泵泵供液的双双级压缩制制冷循环图3-6氨氨泵供液液的一级节节流中间完完全冷却制制冷循环第3章双双级蒸气气压缩式和和复叠式制制冷循环第3章双双级蒸气气压缩式和和复叠式制制冷循环第3章双双级蒸气气压缩式和和复叠式制制冷循环3.2.8双级级蒸气压缩缩式制冷循循环的比较较分析（1）中间间不完全冷冷却循环的的制冷系数数要比中间间完全冷却却循环的制制冷系数小小（2）在相相同的冷却却条件下，，一级节流流循环要比比二级节流流循环的制制冷系数小小1）一级节节流可依靠靠高压制冷冷剂本身的的压力供液液到较远的的用冷场所所，适用于于大型制冷冷装置。2）盘管中中的高压制制冷剂液体体不与中间间冷却器中中的制冷剂剂相接触，，减少了润润滑油进入入蒸发器的的机会，可可提高热交交换设备的的换热效果果。3）蒸发器器和中间冷冷却器分别别供液，便便于操作控控制，有利利于制冷系系统的安全全运行3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.3.1制冷冷剂与循环环形式的选选择双级压缩制制冷循环通通常应使用用中温制冷冷剂。目前前广泛使用用的制冷剂剂是R717、R22和R502。R717常常采用一级级节流中间间完全冷却却形式，R22、R502常常采用一级级节流中间间不完全冷冷却形式。。对采用回热热循环有利利的R12、R502等制冷冷剂，就采采用中间不不完全冷却却的循环形形式；对采采用回热循循环形式不不利的制冷冷剂（如R717）），则应采采用中间完完全冷却的的循环形式式。3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.3.2循环环工作参数数的确定1.容积比比的选择qvtg高压级理论论输气量（（m3/s）；qvtd低压级理论论输气量（（m3/s）；qmg高压级制冷冷剂的质量量流量（kg/s））；qmd低压级制冷冷剂的质量量流量（kg/s））；vg高压级吸气气比体积（（m3/kg）；；vd低压级吸气气比体积（（m3/kg）；；g高压级输气气系数；d低压级输气气系数3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析根据我国冷冷藏库的生生产实践，，当蒸发温温度t0=-28～～-40℃℃范围内时时，容积比比的值通常取取0.33～0.5之间，即即qvtg:qvtd=1:3～～1:2。。在长江以以南地区宜宜取大些。。合理的容积积比的选择择还应结合合考虑其他他经济指标标。配组双双级压缩机机的容积比比可以有较较大的选择择余地。如如果采用单单机双级压压缩机，则则它的容积积比是既定定的，容积积比的值通常只只有0.33和0.5两种。。3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析2.中间压压力与中间间温度的确确定（1）选配配压缩机时时中间压力力的确定选配压缩机机时，中间间压力pm的选择，可可以根据制制冷系数最最大这一原原则去选取取，这一中中间压力pm又称最佳中中间压力。。确定最佳佳中间压力力pm常用的方法法有公式法法和图解法法。1）公式法法常用的公式式法有比例例中项公式式法和拉塞塞经验公式式法两种①比例中项项公式法按压力的比比例中项确确定中间压压力式中Pm,Po和Pk分别为中间间压力、蒸蒸发压力和和冷凝压力力,单位MPa3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析②拉塞经验验公式法对于两级氨氨制冷循环环，拉赛(A.Rasi)提提出了较为为简单的最最佳中间温温度计算式式：tm=0.4tk+0.6to+3式中，tm,tk和to分别表示中中间温度，，冷凝温度度和蒸发温温度，单位位均为℃。。上式不只适适用于氨，，在－40～40℃℃温度范围围内，对于于R12也也能得到满满意的结果果。3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析2）图解法法①根据确定定的蒸发压压力p0和冷凝压力力pk，②在pm（tm）值的上下下，按一定定间隔选取取若干个中中间温度tm值。③根据给定定的工况和和选取的各各个中间温温度tm分别画出双双级缩循环环的lgp-h图，确定循循环的各状状态点的参参数，计算算出相应的的制冷系数数。④绘制=f（tm）曲线，找找到制冷系系数最大值值max，由该点对对应的中间间温度tm3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析（2）既定定压缩机时时中间压力力的确定已经选定压压缩机好，，此时高、、低压级的的容积比已已确定，即即值一定，这这时可采用用容积比插插入法求出出中间压力力3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析低压级压缩缩机的理论论功率为低压级的理理论比功为为：w0d=h2-h13.3.3制冷冷循环的热热力计算单位质量制制冷量为：：q0=h1-h8低压级制冷冷剂的质量量流量qmd为：3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.3.3制冷冷循环的热热力计算高压级的理理论比功为为：w0g=h4-h3qmg表示高压级级制冷剂的的质量流量量:qmdh2+qmd(h5h7)+(qmgqmd)h5=qmgh3高压级制冷冷剂的质量量流量为高压级压缩缩机的理论论功率为3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.3.3制冷冷循环的热热力计算理论循环制制冷系数为为3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.3.4运行行特性分析析1.变工工况特性（1）蒸发发温度的变变化对中间间压力的影影响：3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析两级压缩制制冷机的工工况变动时时的一些特特性：①随着t0的升高，压压力pc和pm都有不断升升高，但pm升高得快；；②随着t0的升高，压压力比σH和σL都不断下降降，但σH下降快；③随着t0的升高，压压力差（pc-pm）减小，（（pm-pe）先逐渐增增大而后逐逐渐减小。。3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.4复复叠式制制冷循环定义由两个（或或数个）不不同制冷剂剂工作的单单级（也可可以是多级级）制冷系系统组合而而成。3.4.1采用用复叠式制制冷循环的的原因1．受制冷冷剂凝固点点的限制2．对制冷冷循环压力力比的限制制3．受活塞塞式压缩机机阀门结构构特性的限限制3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.4.2复叠叠式制冷循循环3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.4.2复叠叠式制冷循循环3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析表3-1复复叠式式制冷循环环的组合型型式与制冷冷温度和制制冷剂种类类的关系最低蒸发温度/℃制冷剂制冷循环形式-80R22-R23R22单级或双级压缩-R23单级压缩组合的复叠式循环R507-R23R507单级或双级压缩-R23单级压缩组合的复叠式循环R290-R23R290双级压缩-R23单级压缩组合的复叠式循环-100R22-R23R22双级压缩-R23单级或双级压缩组合的复叠式循环R507-R23R507双级压缩-R23单级或双级压缩组合的复叠式循环R22-R1150R22双级压缩-R1150单级压缩组合的复叠式循环R507-R1150R507双级压缩-R1150单级压缩组合的复叠式循环-120R22-R1150R22双级压缩-R1150双级压缩组合的复叠式循环R507-R1150R507双级压缩-R1150双级压缩组合的复叠式循环R22-R23-R50R22单级压缩-R23单级压缩-R50单级压缩组合的复叠式循环R507-R23-R50R507单级压缩-R23单级压缩-R50单级压缩组合的复叠式循环3.3双双级蒸气气压缩式制制冷循环的的热力计算算及运行特特性分析3.4.3复叠叠式制冷循循环应用中中的一些问问题1．停机后后低温制冷冷剂的处理理2.系统统的起动3．温度范范围的调节节思考题1.为什什么单级压压缩制冷压压缩机的压压力比一般般不应超过过810？2.双级级蒸气压缩缩式制冷循循环的形式式有哪些？？3.一级级节流与二二级节流相相比有什么么特点？中中间不完全全冷却与中中间完全冷冷却相比又又有什么特特点？4.双级级蒸气压缩缩式制冷系系统制冷剂剂与循环形形式如何选选择？5.双级级蒸气压缩缩式制冷循循环需要确确定的主要要工作参数数有哪些？？6.如何何确定最佳佳中间压力力？7.蒸发发温度、冷冷凝温度以以及容积比比的变化对对中间压力力各有何影影响？8.什么么是复叠式式制冷循环环？为什么么要采用复复叠式制冷冷循环？9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、雨中中黄叶叶树，，灯下下白头头人。。。04:25:3904:25:3904:2512/29/20224:25:39AM11、以以我我独独沈沈久久，，愧愧君君相相见见频频。。。。12月月-2204:25:3904:25Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。04:25:3904:25:3904:25Thursday,December29,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2204:25:3904:25:39December29,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。29十十二月20224:25:39上午午04:25:3912月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月224:25上午午12月-2204:25December29,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/294:25:3904:25:3929December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。4:25:39上上午午4:25上上午午04:25:3912月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。04:25:3904:25:3904:2512/29/20224:25:39AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。12月月-2204:25:3904:25Dec-2229-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。04:25:3904:25:3904:25Thursday,December29,202213、不知香香积寺，，数里入入云峰。。。12月-2212月-2204:25:3904:25:39December29,202214、意志志坚强强的人人能把把世界界放在在手中中像泥泥块一一样任任意揉揉捏。。29十十二二月20224:25:39上上午04:25:3912月月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月224:25上上午12月-2204:25December29,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/294:25:3904:25:3929December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天气气晚晚来来秋秋。。。。4:25:39上上午午4:25上上午午04:25:3912月月-229、杨柳散和和风，青山山澹吾虑。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202