双级循环与复叠式循环讲义

第三章

双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环[教学内容]第一节采用多级蒸汽压缩式制冷的原因第二节双级蒸汽压缩式制冷循环第三节双级蒸汽压缩式制冷循环的热力计算第四节温度变动对双级蒸汽压缩式制冷循环制冷机特性的影响第五节复叠式制冷循环返回总目录第一节采用多级蒸汽压缩式制冷的原因（一）单级蒸汽压缩式制冷循环的局限性（二）采用多级蒸汽压缩式制冷循环的特点及应用返回本章（一）单级蒸汽压缩式制冷循环的局限性实际吸气容积减少，制冷量降低，节流损失增加，制冷系数下降。压缩机的排气温度上升。压缩机运行时的压力比增大，效率下降，不可逆损失增大，功耗增大。造成系统内制冷剂和润滑油分解，运转条件恶化，危害压缩机的正常工作。单级压缩蒸汽制冷循环压缩比一般不超过8～10。氨绝热指数大，单级压缩比最大不允许超过8，而氟利昂不允许超过10。

（二）采用多级蒸汽压缩式制冷循环的特点及应用（1）降低压缩机的排气温度（2）降低压力比（3）减少节流损失冷凝压力由环境介质温度决定所以，为了获得比较低的温度（－40～－70℃），同时又能使压缩机的工作压力控制在一个合适的范围内，就要采用多级压缩循环。在一定的冷凝温度下蒸发温度的降低冷凝压力和蒸发压力之差（pk-po）增大压缩比pk/po变大活塞式制冷压缩机使用有限制我国活塞式制冷压缩机标准B10875--89中规定了不同制冷机使用温度在高温、中温和低温的不同温度范围。单级压缩循环所能达到的最低制冷温度是有限的。通常，最低只能达到-40℃左右。原因:受单级活塞式压缩机的极限使用条件的限制。单级蒸汽压缩活塞式制冷机，压缩比一般不超过10。当蒸发温度过低，超出极限使用条件时会带来如下问题：(1)压缩比增大时压缩机的输气系数λ大为降低，压缩机的输气量及效率显著下降。(2)压缩机排气温度过高，使润滑油的粘度急剧下降，影响压缩机的润滑。当排气温度与润滑油的闪点接近时，会使润滑油碳化，以致在阀片上产生结碳现象。活塞式制冷机超出极限条件使用(3)制冷剂节流损失增加，单位质量制冷量及单位容积制冷量下降过大，经济性下降。第二节双级蒸汽压缩式制冷循环（一）双级蒸汽压缩式制冷循环的基本形式和选择方法（二）一次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环（三）一次节流中间不完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环（四）一次节流中间完全不冷却双级蒸汽压缩式制冷循环（五）二次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环（六）二次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环（七）氨泵供液的双级制冷循环（八）双级蒸汽压缩式制冷循环的比较分析返回本章（一）双级蒸汽压缩式制冷循环的基本形式和选择方法采用哪一种型式有利则与制冷剂种类、制冷剂容量及其它条件有关。常用的组成型式有：一次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环一次节流中间不完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环一次节流中间完全不冷却双级蒸汽压缩式制冷循环二次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环二次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环（二）一次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环一次节流中间完全冷却双级蒸汽压缩式制冷循环的流程图和lgp-h图动画演示一次节流中间完全冷却双级循环原理图动画演示一次顿节流次中间巾完全遥冷却医双级记循环工作株过程从冷志凝器粗出来翅的高斑压液户体被码分成目两部郊分：一部握分经中数间冷副却器佛节流征阀节粘流到惨中间先压力逮，在竞中间累冷却浪器中行蒸发塌；另一倡部分在盘墓管内怎流经杆中间袜冷却巾器，浮通过鸽盘管括与管庸外中殊间压慌力下扔蒸发倒的制紫冷剂胶蒸汽盏进行擦热交彻换，窑达到飞过冷朽的目篇的。捉然后眼再进轿入回担热器弹进一牛步过凯冷，昆并由近节流久阀节远流，另使其份从冷现凝压添力降僚到蒸途发压快力后音在蒸锈发器仍内蒸样发制铅冷。由蒸葡发器辰出来各的制首冷剂弱饱和泼蒸汽栏经回热宫器复热峰后，好被低辅压级石压缩请机吸配入，佣并被猜压缩担到中伴间压项力，右排送货到高第压级斧压缩驻机的过吸气再管内洋，与怀中间残冷却雄器出弟来的鹊饱和甩蒸汽讽混合董后进吉入高影压级惑压缩君机压完缩到件冷凝宿压力铺，在作冷凝新器中准冷凝朴成为前高压移液体买，然出后再纵次进离行循苍环。（三畜）一抵次节升流中英间不版完全锄冷却丧双级逃蒸汽论压缩匠式制演冷循息环一次姥节流忘中间报不完愿全冷屠却双陡级蒸堵汽压唉缩式都制冷司循环的流粥程图恼和lg怠p-返h图动画沙演示一次家节流碧中间广完全坊不冷绒却双甘级循惊环工腊作过用程工作肚过程为：鸭从蒸发否器出来龟的蒸找汽经回热蛋器后被低压蜓压缩督机吸入蝴，压脾缩到揉中间弦压力蠢并与中冷职器出来墓的干否饱和凳蒸汽临在管枣路中迅进行对混合御，使妇从低欣压机杀排出裕的过跑热蒸壮汽被恭冷却混后再哪进入高压读压缩桂机，经尼压缩库到冷段凝压甩力并风进入冷凝炼器，冷谷凝后飘的高督压制夫冷剂跑液体办进入傍了中冷灯器的蛇嚼形盘猛管进趋行再购冷却仓，然搬后进农入回热祸器与从彼蒸发不器出沙来的尤低温糟低压迎蒸汽脏进行彼热交幻玉换，仗使从幸中冷描器蛇喊形盘助管中择出来握的过符冷液皱体再背一次掌得到庭冷却变，最扭后经膨胀偶阀进入蒸发网器吸热臂蒸发麻。（四绕）一觉次节悔流中驻间完扯全不冬冷却适双级罗蒸汽珠压缩露式制赔冷循秘环一次厨节流笼中间乘完全勾不冷不却双恐级蒸简汽压卵缩式跑制冷妹循环的流亭程图膊和lg透p-毁h图（五怀）二化次节挎流中含间完您全冷兼却双订级蒸演汽压疏缩式略制冷距循环二次干节流流中间很完全剖冷却糖双级宰蒸汽唐压缩择式制煌冷循抽环的流腹程图阁和lg距p-质h图动画辱演示（六凑）二代次节此流中挪间不差完全缝冷却逗双级宜蒸汽京压缩些式制倒冷循常环二次怜节流角中间最不完刮全冷帽却双逆级蒸径汽压颤缩式艇制冷均循环的流吹程图余和lg蕉p-芹h图动画东演示（七仰）氨娇泵供住液的阻双级工制冷栽循环氨泵围供液码的一论级节漠流中材间完验全冷也却制享冷循爹环的流窝程图添和lg炭p-维h图（八反）双挣级蒸叨汽压丘缩式果制冷幻玉循环祝的比棵较分损析（1召）中京间不顺完全堪冷却牛循环亡的制巧冷系聋数要攀比中丽间完婶全冷畜却循戚环的廉制冷竞系数碧小。（2兆）在青相同胀的冷攀却条锤件下店，一情级节丝式流循令环要夸比二蒙级节斧流循原环的宿制冷鸟系数拢小。1）朵一级肝节流外可依糊靠高韵压制存冷剂偷本身懒的压躬力供讲液到肆较远灰的用份冷场波所，垒适用漫于大堵型制忌冷装震置。2）水盘管罪中的拳高压符制冷坡剂液妻体不且与中夫间冷工却器胶中的眠制冷弓剂相咽接触嘉，减逮少了尖润滑腥油进愉入蒸萝发器学的机专会，司可提臂高热苍交换拒设备河的换群热效绳果。3）嫂蒸发忧器和勿中间脚冷却陵器分趣别供跳液，筋便于盟操作插控制福，有锋利于忆制冷边系统逮的安糟全运喜行。第三情节膀双调级蒸钞汽压堂缩式伞制冷宋循环乓的热迫力计耻算（一雹）制宗冷剂劣与循典环形省式的婚选择（二晒）制阵冷循邀环工遗作参查数的延确定（三哨）制亭冷循唐环状劲态点粒及状蛛态参曾数的居确定（四砌）制灿冷循拿环热秘力性烫能计绿算与户分析（五翠）计仰算实班例返回百本章（一肥）制哀冷剂喇与循祥环形雄式的扇选择双级狂压缩旦制冷颤循环买通常伸应使转用中辞温制墨冷剂炉。目枝前广侵泛使忽用的维制冷快剂是睡R7嗓17虹和R仗22裙。R饿71战7常阀采用果一级仆节流妹中间请完全垫冷却参形式暴，R上22委常采叶用一墓级节炉流中纠间不持完全喘冷却牵形式洞。对采认用回互热循乖环有银利的疏R22等秘制冷膀剂，瓣就采剑用中矩间不叙完全午冷却扮的循脉环形悔式；钥对采茶用回躺热循炭环形畏式不抬利的铸制冷偏剂（杆如R垃71倘7）司，则栽应采宏用中帜间完叶全冷间却的校循环茫形式亭。（二齿）制穷冷循谱环工促作参毁数的恳确定容积骑比的范选择偶；中间臣温度邀和中吨间压乌力的诊确定陈；高压声级压掏缩机塔吸气竖温度察与节汽流前枪液体承温度文的确哄定。容积怨比的胳选择qvt极g高压慈级理榴论输推气量皆（m恨3/窗s）简；qvt虹d低压诸级理轨论输后气量循（m馒3/束s）黄；qmg高压敲级制安冷剂桐的质辉量流仅量（细kg棵/s善）；qmd低压铲级制周冷剂声的质扯量流师量（烛kg叮/s防）；vg高压裕级吸乌气比敞体积别（m及3/缠kg程）；vd低压轿级吸蜻气比吹体积通（m句3/雁kg询）；g高压而级输萍气系路数；d低压礼级输丛气系勤数容积毁比ζ：ζ=固q薄vt齐g/黄qv绑td=（鱼q场mg依*赚vg并/λ每g眨）*久（q革md纺*v等d/麻λd孕）常用贯容积生比根据汉我国榨冷藏互库的顾生产爬实践夸，当百蒸发颗温度t0=-屑28彩～-笋40猎℃范质围内菠时，燥容积餐比的值千通常犹取0语.3顶3～宣0.速5之理间，购即qvt喊g:qvt悬d=1慈:3摩～1孕:2笑。在恭长江掘以南冲地区盼宜取暴大些崭。合理会的容过积比影的选甲择还染应结交合考便虑其扶他经敲济指般标。籍配组冠双级踪蝶压缩捉机的宰容积梢比可菜以有拢较大盗的选烤择余子地。修如果窝采用焰单机吹双级盼压缩脖机，父则它建的容悉积比援是既除定的棉，容途积比的值循通常限只有宪0.再33棵和0录.5首两种闷。中间产压力夹与中波间温尼度的疑确定（1洋）选宰配压椅缩机先时中银间压胜力的浙确定选配俱压缩泊机时谅，中虏间压便力pm的选川择，幻玉可以叼根据泰制冷郊系数轧最大苹这一贺原则哪去选似取，渐这一父中间乒压力pm又称盆最佳谅中间村压力坚。确消定最按佳中耳间压乒力pm常用大的方暂法有翼公式货法和适图解衡法。1）栗公式幻玉法常用友的公希式法仍有比拆例中畅项公盟式法悉和拉爬塞经辅验公拖式法叼两种。中间眉压力敢与中弟间温浪度的财确定①比秩例中浓项公赴式法按压系力的诱比例清中项蝴确定靠中间千压力pm民=√煤po蛮*p闻k式中堂Pm蛇,四Po昼和P吃k分铅别为覆中间搅压力汁、蒸假发压码力和止冷凝泽压力抱,单功位M听Pa。按式妻求出坏的中秘间压肥力和坛制冷遵循环珠的最喜佳中工间压盼力有烤一定赌的偏奇差。铅但公腾式很违简单乌，可陕用于馆初步兵估算雁。按温观度的香比例料中项嘱确定衰中间室压力Tm踢=√累To鹿*T拣k式中Tm,To和Tk分别砌为中轻间温菠度，肥蒸发蓬温度居和冷剂凝温稳度,丝式单位标均为居K。中间丙压力恨与中未间温摸度的忆确定②拉泡塞经门验公证式法对于虏两级籍氨制绝冷循抽环，羊拉赛骆(A嘉.R普as岭i)调提出鞋了较切为简束单的茅最佳惨中间竭温度互计算丧式：tm删=0.作4tk瓦+0.惰6to选+3式中耕，t岔m臭,紫tk拐和t绳o分鱼别表侵示中料间温唯度，尸冷凝经温度剖和蒸奇发温匠度，适单位个均为妇℃。上式裙不只慌适用毫于氨腿，在祥－4原0～判40捏℃温迁度范淡围内渡，对遣于R农12改也能趁得到解满意驳的结辩果。中间促压力接与中依间温源度的渴确定2）盒图解纵法①根岂据确蔑定的作蒸发算压力p0和冷狂凝压怠力pk，②在pm（tm）值接的上绍下，周按一纪定间拍隔选民取若屿干个渔中间读温度tm值。③根珠据给析定的沃工况暮和选歪取的犬各个彼中间僚温度tm分别农画出喇双级挨缩循败环的尾lgp-h图，睛确定探循环和的各腿状态固点的棵参数煎，计店算出俭相应辞的制筐冷系宿数。④绘制=f（tm）曲跪线，刻找到绞制冷翁系数不最大贱值ma侮x，由乳该点煌对应滴的中哪间温兽度tm。中间摆压力收与中剩间温泳度的走确定（2日）既挖定压贤缩机洲时中湿间压售力的吧确定已经竞选定达压缩博机好果，此敏时高浊、低碑压级蜡的容间积比狸已确殿定，必即值一累定，郑这时巧可采物用容洞积比仰插入犹法求弹出中斤间压僻力。（三敞）制佣冷循嘉环状拆态点细及状肤态参弹数的待确定1、户冷凝摄温度砌：t箱k=厌th脸+Δ栏tk2、玻蒸发招温度影：t替o=踩tl芦-Δ愉to3、蓬中间邀温度土：上逢述分宅析。4、陆低压钥级吸炊气温动度：抵R7涨17雁，查翅表选衣取；票氟利护昂吸猾气温狮度取看15恩℃。5、赠高压育级吸幻玉气温晓度：翁R7括17桌高压垫级压恒缩机冈的吸旦气状壮态为袄中间弄压力误下的扑干饱踢和蒸姻汽。侧氟里行昂制渠冷剂昏，其愁高压饼级吸篇气温埋度取应15扮℃，溉吸气谣状态牧为中病间压魄力下状的过俯热蒸财汽。6、宪节流乔前液村体的优温度掠：制姥冷剂丽液体雨经中中间冷旋却器斤盘管记冷却员后的刷出液赞温度前比中升间温纤度高怠3一暑7℃环，一年般R趁71厌7取趴小值织，氟君里昂辞取大垃值。僚对于侮氟里牙昂双移级制扔冷系健统，芽还考货虑采染用回糕热器简，其及过冷管度由孩回热贺器的绍热平头衡关土系式图求得曾。（四宋）制卖冷循究环热雁力性色能计炎算与纵分析1）畏单位乔质量意制冷亩量、容单位缺体积秆制冷薪量。2）塞理论匹比功瓣：低爷压级引压缩殃机、印高压吼级压抓缩机筝。3）绸低压奇级制叙冷剂匠的质跌量流弹量。4）内高压烫级制今冷剂妖的质青量流转量。5）养冷凝芬热负跟荷柄。6）贴中间波冷却吨器盘很管负锡荷阳。7）继高、储低压蜻级压陡缩机以理论暂功率因。8）恩循环资制冷候系数制冷舒循环法的热壳力计璃算低压计级压雾缩机顶的理缠论功挎率为P0古d=扬q焦md般*忧w斤0d惨=册Q0获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