第4章蒸气压缩式制冷循环4.1单级蒸气压缩式制冷循环1．朗肯循环图4-1基本朗肯循环循环T—s图：1—2压缩过程2—3冷却冷凝过程3—4节流过程4—1蒸发吸热过程图4-2有回热的朗肯循环T—S图：1’—2压缩过程2—3冷凝过程3—3’液体过冷过程3’—4节流过程4—1蒸发过程1—1’吸气过热过程2．劳伦茨循环图2-3劳伦茨循环3．跨临界循环图4-4CO2跨临界循环4.2.1概述4.2.2两级压缩制冷循环4.2.3两级压缩制冷循环的热力计算4.2.4中间压力的选择单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝压力是由环境介质（如空气或水）温度所决定。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。单级蒸气压缩活塞式制冷机，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：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。1.一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环（如图4-5所示）图4-5一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环(a)流程图b)lgp-h图图4-6一级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环(a)流程图(b)lgp-h图图4-7两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环(a)流程图(b)lgp-h图图4-8两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环(a)流程图(b)lgp-h图图4-9两级节流、具有中温蒸发器的中间完全冷却两级压缩制冷循环(a)流程图(b)lgp-h图4.2.3两级压缩制冷循环的热力计算从而可算出低压压缩机消耗的理论功率：高压压缩机的单位理论功为根据制冷系数的定义，两级压缩制冷循环的理论制冷系数为二、两级节流、中间完全冷却的两级压缩循环2可得到流经高压级压缩机的制冷剂流量：高压压缩机消耗的理论功率：进行高压级压缩机制冷剂流量计算时，应该加上流经中温蒸发器的制冷剂流量qmm。根据中间冷却器的热平衡关系可求得高压压缩机和低压压缩机的制冷剂流量比压缩机实际过程的排气焓值为图2-24最佳中间温度的确定一些文献曾给出了确定中间压力（或中间温度）的经验公式或图线。下面列举几个推荐应用的公式：按式求出的中间压力和制冷循环的最佳中间压力有一定的偏差。但公式很简单，可用于初步估算。用经验公式直接计算最佳中间压力4.3复叠式蒸气压缩式制冷循环由两个（或数个）不同制冷剂工作的单级（也可以是多级）制冷系统组合而成。4.3.1两个单级压缩循环组成的复叠式制冷机压缩机冷凝蒸发器回热器节流阀蒸发器膨胀容器组成图4-10由两个单级系统组成的复叠式制冷机a)制冷循环系统b)T-s图复叠式制冷循环计算4.3.2一个两级压缩循环和一个单级压缩循环组成的复叠式制冷机R22或R507图4-11高温部分为两级压缩循环、低温部分为单级压缩循环组成的复叠式制冷循环系统原理图a1—低温部分压缩机a2—高温部分低压级压缩机a3—高温部分高压级压缩机b—冷凝器c1、c2、c3—节流阀d—蒸发器d12冷凝-蒸发器e1—低温部分气-液热交换器e2—高温部分气-液热交换器f—高温部分中间冷却器图4-12高温部分为两级压缩循环、低温部分为单级压缩循环组成的复叠式制冷循环lgp-h图(a)高温部分(b)低温部分最低蒸发温度4.3.3三个单级压缩循环组成的复叠式制冷机开式半开式图4-14CO2的压力—焓示意图图4-15生产干冰的复叠式循环原理图及温熵图(a)系统原理图(b)T-S图