第四章两级压缩和复叠制冷循环•绪论•两级压缩一级节流循环•两级压缩制冷循环的运行特性分析•复叠制冷循环4.1概述为获取低温而采用两级压缩或复叠制冷循环的原因：①单级压缩蒸气制冷循环压比的限制；②制冷剂热物理特性的限制。•一般获取－60℃以上的低温，采用中温制冷剂的两级压缩制冷循环，常用的制冷剂有：R717、R22、R502等；4.1概述•当需要获取－60℃以下的低温时，采用中温制冷剂与低温制冷剂复叠的制冷循环。两级复叠制取－60℃～－80℃的低温，三级复叠制取－80℃～－120℃的低温。用作高温级的中温制冷剂有：R717、R22、R502、R134a、R407c、R410A等；用于低温级的低温制冷剂有：R13、R14、R23、C2H6、C2H4等。4.2两级压缩一级节流循环•两级压缩一级节流中间不完全冷却循环•两级压缩一级节流中间完全冷却循环4.2.1两级压缩一级节流中间不完全冷却循环4.2.1两级压缩一级节流中间不完全冷却循环4.2.2两级压缩一级节流中间完全冷却循环4.2.2两级压缩一级节流中间完全冷却循环4.2.3两级压缩一级节流制冷循环的性能指标计算•一级节流中间不完全冷却循环⑴单位制冷量：q0=h0-h8；⑵低压级压缩机单位理论功：wd=h2-h1；⑶低压级压缩机流量：qmd=Q0/q0=Q0/(h0-h8)；⑷低压级压缩机容积流量：qvd=qmdv1；⑸低压级压缩机的实际功率：Ped=qmdwd/ηd=Q0/(h0-h8)*(h2-h1)/ηd；4.2.3两级压缩一级节流制冷循环的性能指标计算•一级节流中间不完全冷却循环⑹低压级压缩机理论排气量：Vhd=3600qvd/λd；利用中间冷却器的热平衡，可求出高压级压缩机的流量：qmgh5=(qmg-qmd)h10+qmdh6；⑺高压级压缩机流量：qmg=qmd(h10-h6)/(h10-h5)=Q0/(h0-h8)*(h10-h6)/(h10-h5);4.2.3两级压缩一级节流制冷循环的性能指标计算•一级节流中间不完全冷却循环混合过程的热平衡关系为：(qmg-qmd)h10+qmdh2=qmgh3;h3=[qmgh10+qmd(h2-h10)]/qmg=h10+(h10-h5)/(h10-h6)*(h2-h10)⑻高压级压缩机单位理论功：wg=h4-h3;⑼高压级压缩机实际功：Peg=qmgwg/ηg;⑽高压级压缩机理论排气量：Vhg=3600qvg/λg;4.2.3两级压缩一级节流制冷循环的性能指标计算•一级节流中间不完全冷却循环⑾循环的冷凝热负荷Qk=qmg(h4-h5)；⑿循环的理论制冷系数εa=Q0/(qmdwd+qmgwg);⒀循环的实际制冷系数εa=Q0/(qmdwd/ηd+qmgwg/ηd)。4.2.4带氨泵的两级压缩一级节流中间完全冷却循环4.3两级压缩制冷循环运行特性分析•中间压力的确定①利用图表取数法②计算法③经验公式法•运行特性分析①变工况特性②压缩机电动机功率的配备③两级压缩制冷装置的启动问题4.3两级压缩制冷循环运行特性分析•中间压力的确定①利用图表取数法ppp=已知pk，p0，按mk0求得一个中间压力近似值，查出对应的饱和温度tm；在tm上、下方按1～2℃间隔取若干个值，并在p-h图上查出相应的状态点参数；带入制冷系数计算公式；绘制ε－tm曲线，由最大的ε值，得出最佳中间压力p。4.3两级压缩制冷循环运行特性分析•中间压力的确定②计算法要得到精确的最佳中间压力p，可由计算机计算不同中间温度设定值时的制冷系数，经过比较，可以找出最大制冷系数所对应的最佳的中间压力。4.3两级压缩制冷循环运行特性分析•中间压力的确定③经验公式法有的学者对两级压缩制冷循环进行了研究，总结出了在一定范围内具有足够精度的经验公式：tm=0.4tk+0.6t0+3℃其所对应的p即为所求得最佳中间压力，在－40～40℃范围内，对R717、R12、R40等制冷剂均能取得较满意的结果。4.3两级压缩制冷循环运行特性分析•变工况特性4.3两级压缩制冷循环运行特性分析•压缩机电动机功率的配备高压级：按最大功率工况所规定最高冷凝温度下pk/pm＝3时的Peg来配备；但在启动时，对高压级应采取相应的卸载或吸气节流措施。低压级：按运行温度范围内最大功率要求来确定。一般情况下，低压级压缩机在启动时所需要的电动机功率最大。4.3两级压缩制冷循环运行特性分析