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图动画演示一次沸节流趋中间兽完全挪冷却练双级抹循环泳原理监图动画趴演示一次糟节流嫌中间葵完全绵冷却吓双级掘循环工作粮过程从冷崇凝器夸出来独的高椒压液拣体被新分成龙两部眼分：一部锡分经中野间冷装却器谁节流体阀节执流到侧中间意压力续，在柄中间栋冷却爹器中剧蒸发约；另一愈部分在盘箭管内厌流经店中间普冷却脾器，葡通过烛盘管灿与管昼外中民间压酿力下笔蒸发至的制涌冷剂铺蒸汽厉进行卡热交棉换，讯达到嫂过冷拨的目纳的。档然后扒再进锐入回法热器打进一盗步过姓冷，碑并由胞节流济阀节墙流，亏使其援从冷矩凝压汗力降羡到蒸犯发压演力后伞在蒸料发器皂内蒸堵发制璃冷。由蒸迷发器饿出来援的制嫂冷剂趋饱和沟蒸汽飞经回热归器复热牙后，玻被低亡压级谱压缩弦机吸遥入，牵并被腊压缩脂到中慌间压您力，咱排送锯到高毅压级哥压缩堤机的正吸气磨管内桶，与狭中间诊冷却掉器出作来的惭饱和慨蒸汽壤混合守后进盾入高揭压级典压缩贝机压部缩到史冷凝店压力兵，在真冷凝急器中违冷凝雀成为录高压虫液体御，然语后再崭次进形行循粱环。（三简）一蜡次节峡流中闲间不邮完全奔冷却乒双级腹蒸汽恩压缩违式制脂冷循偿环一次驼节流减中间胳不完炸全冷鞋却双亿级蒸右汽压订缩式敲制冷铲循环的流系程图重和lg麻p-卡h图动画等演示一次瓶节流娘中间弯完全猜不冷柳却双把级循傅环工呢作过惠程工作夸过程为：握从蒸发族器出来据的蒸贩汽经回热湿器后被低压跨压缩寇机吸入右，压课缩到诸中间航压力按并与中冷待器出来幅的干群饱和犯蒸汽剩在管乘路中努进行铃混合卖，使伐从低收压机蚕排出披的过维热蒸钉汽被汤冷却游后再励进入高压部压缩寒机，经拔压缩动到冷船凝压属力并刚进入冷凝狭器，冷纯凝后晕的高胆压制拨冷剂椒液体冷进入酸了中冷出器的蛇岗形盘候管进现行再瞎冷却仅，然盐后进厅入回热然器与从匪蒸发疗器出左来的木低温壳低压肝蒸汽反进行靠热交尤换，迟使从摇中冷条器蛇疯形盘途管中胆出来肿的过穗冷液喉体再镰一次管得到孔冷却咐，最况后经膨胀朝阀进入蒸发沫器吸热栽蒸发欢。（四欲）一鞠次节秀流中裹间完斗全不裕冷却掌双级混蒸汽暖压缩区式制钓冷循悠环一次巷节流先中间询完全亿不冷译却双刘级蒸续汽压就缩式弓制冷营循环的流份程图攻和lg淋p-揉h图（五锯）二秋次节买流中椅间完莫全冷材却双失级蒸默汽压鉴缩式攻制冷督循环二次汽节流中中间逐完全英冷却测双级侍蒸汽晨压缩讨式制绑冷循财环的流谱程图馅和lg校p-党h图动画紫演示（六悄）二辱次节疼流中而间不怀完全魔冷却诉双级退蒸汽瓦压缩守式制乎冷循互环二次殿节流餐中间秩不完足全冷著却双笔级蒸就汽压烧缩式革制冷纯循环的流团程图养和lg佣p-超h图动画置演示（七神）氨扁泵供斥液的令双级财制冷今循环氨泵砖供液蛇的一旅级节区流中掠间完帅全冷她却制洽冷循犯环的流秀程图弊和lg轮p-种h图（八袖）双浙级蒸涛汽压虏缩式洽制冷乞循环惰的比晨较分的析（1减）中贷间不云完全克冷却替循环系的制案冷系秀数要协比中甜间完厕全冷俩却循娱环的父制冷昆系数薪小。（2着）在版相同倘的冷蛛却条携件下则，一敞级节摩流循半环要右比二盯级节爹流循长环的选制冷绩系数父小。1）补一级惊节流背可依堵靠高钩压制独冷剂啄本身凶的压王力供凡液到奏较远眨的用羊冷场估所，拣适用勒于大狸型制臂冷装汤置。2）惊盘管瞎中的剪高压叠制冷肆剂液隔体不霜与中茄间冷持却器晴中的隔制冷座剂相抛接触告，减黄少了呢润滑捏油进地入蒸洪发器证的机快会，飘可提豆高热斗交换篮设备物的换剩热效驶果。3）旗蒸发老器和蓝中间梁冷却脆器分衫别供止液，们便于畏操作主控制象，有失利于撑制冷返系统嘱的安稼全运著行。第三融节差双轮级蒸鞠汽压淘缩式资制冷茅循环买的热富力计执算（一吓）制谦冷剂颤与循蚕环形尊式的桨选择（二陷）制晒冷循深环工悼作参勺数的碧确定（三锐）制罢冷循咳环状驻态点琴及状山态参臂数的壁确定（四虽）制咐冷循回环热汽力性坊能计榴算与厕分析（五车）计跑算实辟例返回色本章（一蛛）制翅冷剂宿与循摇环形袭式的纲选择双级系压缩肾制冷且循环岗通常借应使赞用中尺温制倦冷剂联。目傲前广泥泛使膊用的邮制冷晶剂是柔R7丹17湾和R盲22因。R军71亭7常偏采用拒一级蓄节流府中间悲完全止冷却弓形式语，R蔬22筋常采浆用一倘级节珠流中类间不还完全能冷却圆形式兄。对采登用回猾热循颠环有犯利的树R22等滔制冷倾剂，毫就采色用中晒间不伯完全漫冷却刊的循裁环形植式；袄对采枣用回醉热循摇环形厘式不摆利的即制冷声剂（聚如R响71认7）姑，则竹应采捐用中蒙间完鄙全冷痛却的惜循环怜形式荷。（二杜）制骑冷循皇环工悉作参移数的展确定容积塔比的豪选择贱；中间雅温度钟和中川间压田力的举确定案；高压子级压橡缩机撒吸气文温度纹与节忽流前授液体某温度紧的确铺定。容积段比的守选择qvt泳g

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值一读定，狭这时觉可采么用容英积比辩插入植法求减出中摔间压蓝力。（三摘）制顾冷循护环状序态点字及状尼态参刘数的紧确定1、擦冷凝阀温度芝：t镜k=如th第+Δ誓tk2、裹蒸发督温度威：t摇o=松tl令-Δ贝to3、舞中间忍温度焦：上顶述分记析。4、舞低压句级吸秆气温揉度：境R7那17壮，查蜜表选摇取；影氟利朝昂吸不气温陪度取迅15掠℃。5、朴高压豪级吸第气温健度：难R7以17雁高压浩级压干缩机该的吸纪气状纷态为劝中间浙压力灭下的变干饱垄和蒸地汽。员氟里朋昂制涂冷剂松，其悄高压凭级吸亮气温胆度取胜15锤℃，腰吸气命状态毙为中赞间压乡丰力下敌的过瓶热蒸镰汽。6、稠节流税前液鬼体的誓温度脂：制袍冷剂暖液体鸣经中塌间冷做却器弟盘管鼓冷却芒后的勉出液菜温度谣比中来间温饭度高成3一旋7℃漫，一借般R辫71舱7取史小值邪，氟扩里昂典取大驰值。玩对于梨氟里枝昂双倾级制凤冷系被统，甩还考佣虑采悬用回尽热器给，其衬过冷们度由网回热岭器的哗热平洒衡关堂系式绣求得句。（四译）制妹冷循若环热喂力性防能计减算与序分析1）聚单位搬质量谷制冷秩量、估单位链体积铃制冷琴量。2）算理论妹比功京：低创压级视压缩匀机、童高压族级压大缩机宝。3）葛低压百级制笼冷剂咳的质捆量流茂量。4）竹高压弓级制水冷剂细的质移量流丈量。5）韵冷凝蛛热负裂荷黎。6）塘中间坡冷却称器盘被管负堵荷冬。7）答高、姿低压丽级压旺缩机跑理论摄功率贷。8）教循环搁制冷届系数制冷罩循环吨的热粪力计剃算低压足级压别缩机陡的理莲论功往率为P0路d=社q柜md柱*狸w夹0d执=涂Q0大*（滔h2共-h凑1饥）*恒（h首1-拌h8享）低压绣级的针理论白比功棉为：w0d=h2-h1单位个质量症制冷饭量为万：q0=h1-h8低压显级制油冷剂昼的质观量流酷量qmd为：甩qm担d恢=写Q0命/q装0=坑Q0桌/（丘h1沿-h辣8）制冷唇循环圆的热驳力计厉算在二抓级压他缩制且冷循肉环中朱，制慌取冷设量的拼都是逢低压要部分洒的蒸震发过伪程，凳其单烂位制准冷量晓：q0=h1-h4低压假压缩捉机的谈单位叫理论峰功：wd=h2-h1当制丢冷机胜的冷纺负荷掏为Q0时，因低压有级制时冷剂商循环穷量：qm堪d油=伍Q0鞭/q热0=恰Q0愿/（旬h1很-h营8）制冷叠循环薯的热辞力计唯算低压照压缩兵机消绿耗的戴理论度功率趟：P0d=P0d=缩慧q择md拣*欺w0d炉=葬Q0*（拣h2兄-h龟1胁）*斩（h誉1-顶h8潮）对于蜡中间永完全烛冷却饲的两钓级循因环：qmgh9+qmdh2=qmgh3+qmdh4qmg=qmd(h2-h4)护/(帖h3-椅h9)制冷厅循环陪的热境力计赚算高压轧压缩变机的懒单位问理论限功为：wg=h7-h3由此厦可得耗高压拍压缩勒机的遵理论伸功率愿：P0戒g=拆q嫌mg很*若w益0g饱=岩Q糊0*谜[(闯h2竖-h慎7)康*(律h4蚁-h计3)皆]/臭[(搅h3海-h亚5)早*(秀h1洋-h缺8)倡]根据轮制冷射系数灰的定话义，局两级暗压缩炸制冷怪循环裂的理竭论制雀冷系批数为ε=匹Q淡0/工（P镜0g解+共P抱0d亮）=[凡(h弯3-万h5砌)*稠(h百1-绝h8财)]祥/[挤(h越3-攀h5哑)*横(h晕2-旷h1执)]梯+[疼(h愁2-移h7毅)*牢(h诸4-中h3吊)]制冷行循环桥的热赵力计甘算对于赏中间登不完撕全冷金却的册两级晨循环幅，根寒据中朋间冷雕却器舱的热恨平衡监关系妙可得露到流雄经高歪压级迎压缩南机的临制冷雨剂流侮量：qmgh9=（哲qmg-qmd）h3+qmdh4qmg=qmd(h3-h4)迫/(祥h3-纸h9)高压乎压缩换机的仆单位泡理论雀功为wg倘=h子7-探h6qmgh6=(前qmg–邻qmd)支h3+酿qmdh2第四春节幕温像度变席动对赤双级挑蒸汽想压缩终式制燃冷循义环制岁冷机舒特性呆的影件响（一症）温蛙度变棵动对滑双级跌压缩巨制冷银循环廉特性梢的影献响（二脚）同讲变工趋况特酿性有禽关的毒两个咬问题返回慎本章（一糊）温屑度变为动对距双级窗压缩铃制冷炼循环杆特性诸的影曲响①颈随着狗t0的升惯高，构压力避pk和pm都有爷不断扬升高画，但屡pm升高武得快纷；②训随着校t0的升絮高，迟压力玩比σH和σL都不届断下挽降，字但σH下降稼快；③猎随着胃t0的升好高，当压力劲差（羞pk-pm）减胆小，佩（pm-po）先丈逐渐醒增大岔而后套逐渐料减小激。蒸发尼温度走的变眨化对浸中间晨压力亚的影弓响（二么）同跑变工查况特冬性有砍关的胞两个旬问题双级粒压缩毯制冷涨循环撑压缩子机的咸启动趁问题贩；双级聪压缩演制冷滚循环正压缩栏机电派动机运的选袍配。第五条节昌复挑叠式帽制冷肥循环由两粘个（渐或数悼个）诊不同袍制冷仙剂工睬作的北单级肠（也捆可以瞒是多雾级）吨制冷东系统赚组合汤而成的循以环。（一侨）采壮用复户叠式责制冷膊循环妥的原饿因及碑特点（二帆）复失叠式伍制冷象循环乒的组买成和痰工作筐过程（三墓）复完叠式津制冷寻循环帽的热裙力计狱算返回梨本章（一诉）采摧用复昂叠式候制冷鞭循环日的原喝因及滥特点1．气受制任冷剂差凝固谈点的津限制2．蔬对制侮冷循授环压束力比题的限斜制3．惹受活荷塞式誉压缩贤机阀张门结哥构特没性的确限制复叠驳式制肃冷循杀环原理葱图复叠宾式制滑冷循晕环压焓雁图R5劫07捐单级反压缩境—R锐23奶单级提压缩茄—R胳50初单级政压缩泻组合隆的复英叠式价循环R5蝇07赌-R剑23晕-R兆50R2岗2单愧级压伪缩—舌R2拦3单考级压拌缩—晌R5仓0单喷级压偷缩组百合的避复叠据式循料环R2哗2-遍R2婆3-洲R5秤0R5法07匹两级松压缩泥—R撤11筐50阶两级粉压缩呼组合巨的复劣叠式久循环R5随07邮-R年11团50R2遇2两批级压翁缩—其R1境15饰0两砖级压配缩组粱合的玩复叠立式循厌环R2联2-输R1洽15渔0-1情20霉℃R5最07间两级霉压缩撑—R困11储50情单级元压缩倘组合锄的复鼓叠式锅循环R5焦07痒-R纪11谁50R2窃2两糖级压赌缩—贞R1门15挂0单进级压读缩组岂合的携复叠睛式循杠环R2其2-械R1债15社0R5感07府两级遵压缩遗—R申23脆单级感或两偿级压果缩组京合的运复叠库式循征环R5弯07闹-R性23R2该2两佛级压示缩—卖R2棚3单加级或矛两级浴压缩灾组合娃的复滥叠式风循环R2哭2-膀R2松3-1倒00呼℃R2听90参两级律压缩酒—R织23桥单级支压缩平组合柿的复纽奉叠式桨循环R2迁90果-R间23R5虏07遥单级太或两苹级压赛缩—霜R2具3单德级压泪缩组露合的绝复叠回式循仆环R5消07农-R棕23R2捕2单间级或患两级拐压缩咱—R张23凡单级鞠压缩厚组合旬的复佛叠式披循环R2煎2-要R2铺3-8坚0℃制冷当循环朴型式制冷移剂最低饭蒸发温巾度复叠饼式制涛冷循喘环的嫩组合白型式险与制角冷温盖度和贯制冷助剂种茶类的雁关系两个韵单级门压缩惕循环橡组成押的复劲叠式勉制冷选机高温走系统高温非压缩魂机冷凝的器节流滑阀冷凝漫蒸发乘器制冷碎剂制冷桥剂R22低温嫩系统压缩另机冷凝便蒸发匙器回热财器节流效阀蒸发愈器膨胀深容器筒组成R23由两俭个单缩慧级系哄统组踢成的饮复叠克式制钓冷的芹系统灰图和T-钥s图一个百两级刑压缩樱循环陡和一枪个单舅级压哗缩循齐环组奥成的野复叠跪式制防冷机高温手系统制冷惰剂制冷仍剂R2协2或浊R5张07低温湖系统带回番热的蹦单级男压缩堡循环R2恒3或罢11故50一级巷节流铸中间仁不完尸全冷羊却节勇流前旗液体条过冷鹊带回疑热的题两级蛮压缩录循环最低阀蒸发摔温度提可达弱-1见10晕℃两级跑循环躲和单辨级循你环组振成的他复叠关式制剂冷原理肝图a1—低防温部累分压歼缩机a2—高卡温部旷分低土压级慨压缩食机a3—高那温部焰分高音压级荡压缩饺机b—冷扯凝器c1、c2、c3—节多流阀d—蒸英发器d1聚2冷凝岛-蒸替