第一节 双级蒸汽压缩制冷循环.doc
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单级蒸汽压缩制冷的局限性:冷凝压力↔tk↔环境温度、冷却介质温度蒸发压力↔t0↔用户要求(制冷系统的用途)蒸发温度↘→蒸发压力↘→压缩比(pk/p0)↗→pk/p0增大1.压缩机输气系数下降;2.压缩机排气温度升高,润滑条件变坏;3.压缩机耗功增加,制冷量下降,制冷系数降低。单级活塞式氨制冷系统:pk/p0≤8;最低蒸发温度=-25℃;氟利昂(R22)制冷系统:pk/p0≤10;最低蒸发温度=-37℃;获得更低的蒸发温度保证制冷循环效率不下降压缩机的压缩比不过大采用双级或多级压缩第一节双级蒸汽压缩制冷循环◆实质:(压缩过程分两阶段进行)蒸发压力→中间压力→冷凝压力◆分类:单级双级:一台压缩机,气缸一部分为高压级,一部分为低压级。双机双级:两台压缩机,分别为高压级和低压级。可以有不同的节流级数和中间冷却方式:一级节流:供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力;二级节流:经一个阀节流至中间压力,再经另一个节流至蒸发压力。中间完全冷却:将低压级的排气,冷却到中间压力下的饱和蒸汽。中间不完全冷却:未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸汽。一、一级节流中间完全冷却(氨)1.工作原理(工作流程图与压焓图)2.热力计算(P120)设高压级压缩机的质量流量为MRg,低压级压缩机质量流量MRd:根据热力平衡,有:二、一级节流中间不完全冷却(氟利昂)1.工作原理(见P123图6-3)与一级节流中间完全冷却基本相同,区别在于◆低压级压缩机的排气不是直接进入中间冷却器冷却,而是和中间冷却器出来的中温制冷剂蒸汽在管道中混合被冷却,然后进入高级压缩机压缩。◆系统中设有回热器,保证低压级压缩机的过热度。◆供液的制冷剂液体两次过冷。2.热力计算三、中间压力的确定适宜的中间压力可获得最佳的运行经济性:R717:φ=0.95~1R22:φ=0.9~0.95四、中间冷却器◆作用:在两次压缩之间冷却制冷剂◆分类:完全中间冷却器(氨用)、不完全中间冷却器(氟利昂用)受制冷剂凝固或蒸发压力过低的限制,双级压缩制冷循环所能达到的最低蒸发温度,氨制冷剂不低于-60℃,氟利昂制冷剂不低于-80℃。如食品的冷藏、水果、蔬菜通常的冷藏温度为0℃左右,要求相应的蒸发温度在-10℃左右;而鱼类,肉类的冷藏温度常为-18℃左右,相应的蒸发温度为-28℃左右。压缩比越大,余隙容积内气体膨胀至吸气压力时所占有的体积越大。当压缩比大于20时,普通活塞式制冷压缩机的输气系数为0,无制冷能力。双级压缩是将来自蒸发器的低温低压蒸汽先用低压级压缩到适当的中间压力后,进入高压级压缩通常其中一个或两个汽缸作为高压缸,其余几个汽缸作为低压缸,其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2。广泛采用一级节流。至于采用哪一种中间冷却方式,由选用制冷剂的种类来决定。通常两级压缩氨制冷系统采用中间完全冷却,而两级压缩氟利昂制冷系统,则常采用中间不完全冷却,常用于中小型系统。从蒸发器来的低温低压蒸汽在低压级压缩机中压缩至中间压力pm,排入到中间冷却器中,被其中的液体制冷剂冷却成中间压力pm下的饱和蒸汽,再进入高压级压缩机中被压缩到冷凝压力pk。然后进入冷凝器,被冷却并凝结成液体,然后分成两路:一路经节流阀节流至中间压力,进入中间冷却器,利用它的蒸发来冷却低压级压缩机的排气和盘管内的高压制冷剂液体。中间冷却器中蒸发出来的制冷剂蒸汽,随同低压级压缩机的排气一起送入高压级压缩机中被压缩。另一路在中间冷却器的盘管内被冷却(过冷,增大制冷量)后,经节流阀节流至蒸发压力,再送入蒸发器中蒸发制冷。理论循环认为从中间冷却器出来的制冷剂状态为干饱和蒸汽,因此与低压级排气混合后得到的蒸汽具有一定的过热度。1.冷却低压级压缩机排出的过热蒸汽,以保证高压级压缩机吸入的制冷剂蒸汽不致于因为温度太高而影响高压级压缩机的正常工作;2.过冷从冷凝器排出的制冷剂液体,以提高制冷装置的制冷系数,减少节流过程产生的闪发气体。