制冷技術 多極壓縮制冷循環(huán)

1、制冷技術制冷技術 多極壓縮制冷循環(huán)多極壓縮制冷循環(huán)制冷技術制冷技術 主要內容主要內容采用多極壓縮制冷的原因采用多極壓縮制冷的原因1各種雙級壓縮制冷的工作原理各種雙級壓縮制冷的工作原理2雙級壓縮制冷循環(huán)的選用雙級壓縮制冷循環(huán)的選用3雙級壓縮制冷的實例雙級壓縮制冷的實例4復疊式制冷循環(huán)復疊式制冷循環(huán)56制冷技術制冷技術 采用多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的原因采用多級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的原因v 單級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的局限性局限性 1實際吸氣容積減少，制冷量降低，節(jié)流損失增加，制冷系數下降。 2壓縮機的排氣溫度上升。 3壓縮機運行時的壓力比增大，容積效率下降。v 采用多級蒸氣壓縮制冷循環(huán)的必要性必要性 （

2、1）降低壓縮機的排氣溫度。 （2）降低壓力比。 （3）減少節(jié)流損失 。制冷技術制冷技術 單級壓縮條件： 1.氨制冷系統(tǒng)：氨制冷系統(tǒng)：p pk k/p/p0 088； 最低蒸發(fā)溫度最低蒸發(fā)溫度-25-25；2.2.氟利昂制冷系統(tǒng)：氟利昂制冷系統(tǒng)：p pk k/p/p0 01010； 最低蒸發(fā)溫度最低蒸發(fā)溫度-37-37 制冷技術制冷技術 雙級壓縮工作原理壓縮過程分兩階段進行壓縮過程分兩階段進行: : 低壓級壓縮低壓級壓縮 高壓級壓縮高壓級壓縮 蒸發(fā)壓力蒸發(fā)壓力 中間壓力中間壓力 冷凝壓力冷凝壓力1.1.來自蒸發(fā)器的低溫制冷劑蒸氣（壓力為來自蒸發(fā)器的低溫制冷劑蒸氣（壓力為PoPo）先進入低壓級壓縮

3、機，）先進入低壓級壓縮機，在其中壓縮到中間壓力在其中壓縮到中間壓力PmPm 2.2.經過經過中間冷卻中間冷卻器冷卻（分為兩種情況中間完全冷卻為飽和蒸器冷卻（分為兩種情況中間完全冷卻為飽和蒸氣和中間不完全冷卻為過熱蒸氣）氣和中間不完全冷卻為過熱蒸氣） 3.3.再進入高壓級壓縮機，將其壓縮為冷凝壓力再進入高壓級壓縮機，將其壓縮為冷凝壓力PkPk，排入冷凝器中，排入冷凝器中 制冷技術制冷技術 四、雙級壓縮類型單機單機雙級：一臺壓縮機雙級：一臺壓縮機,氣缸一部分為高壓級氣缸一部分為高壓級,一部分為低壓級。一部分為低壓級。雙機雙機雙級：兩臺壓縮機，分別為高壓級和低壓級。雙級：兩臺壓縮機，分別為高壓級和低

4、壓級。一級節(jié)流：供液的制冷劑液體直接由冷凝壓力節(jié)流至蒸發(fā)壓力。一級節(jié)流：供液的制冷劑液體直接由冷凝壓力節(jié)流至蒸發(fā)壓力。二級節(jié)流：一級節(jié)流至中間壓力，二級節(jié)流至蒸發(fā)壓力。二級節(jié)流：一級節(jié)流至中間壓力，二級節(jié)流至蒸發(fā)壓力。中間完全冷卻中間完全冷卻：將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。：將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。中間不完全冷卻中間不完全冷卻：未將排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。：未將排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸氣。 1 12 23 34 45 56 67 78 8低低壓壓級級高高壓壓級級制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 1.1.一級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)一

5、級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) 2.2.一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)一級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) 3. 3.兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) 4. 4.兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán) 5.5.兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán)兩級節(jié)流、具有中溫蒸發(fā)器的中間完全冷卻兩級壓縮制冷循環(huán) 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)基本類型雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)基本類型制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 一級節(jié)流中間完全冷卻循環(huán)制冷技術制冷技術 中間冷卻器的結構

6、中間冷卻器的結構制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán) 一級節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v一級節(jié)流中間不冷卻循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v二級節(jié)流中間完全冷卻循環(huán) 制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v 二級節(jié)流中間完全冷卻循環(huán) 制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v 二級節(jié)流中間不完全冷卻循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的比較分析 （1）中間不完全冷卻循環(huán)的制冷系數要比中間完全冷卻循環(huán)的制冷系數小 （2）在相同的冷卻條件下，一級節(jié)流循環(huán)要比二級節(jié)流循環(huán)的制冷

7、系數小 1）一級節(jié)流可依靠高壓制冷劑本身的壓力供液到較遠的用冷場所，適用于大型制冷裝置。 2）盤管中的高壓制冷劑液體不與中間冷卻器中的制冷劑相接觸，減少了潤滑油進入蒸發(fā)器的機會，可提高熱交換設備的換熱效果。 3）蒸發(fā)器和中間冷卻器分別供液，便于操作控制，有利于制冷系統(tǒng)的安全運行 制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v制冷劑與循環(huán)形式的選擇 雙級壓縮制冷循環(huán)通常應使用中溫制冷劑。目前廣泛使用的制冷劑是R717、R22和R502。 R717常采用一級節(jié)流中間完全冷卻形式。 R22、R502常采用一級節(jié)流中間不完全冷卻形式。 對采用回熱循環(huán)有利的R12、R502等制冷劑，就采用中間不完全冷卻的循

8、環(huán)形式； 對采用回熱循環(huán)形式不利的制冷劑（如R717），則應采用中間完全冷卻的循環(huán)形式。制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)v氨泵供液的一級節(jié)流中間完全冷卻制冷循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)高壓壓縮機高壓壓縮機氨油分離器氨油分離器單向閥（當機器一旦突然單向閥（當機器一旦突然停車時防止高壓蒸氣倒流入壓縮機中）停車時防止高壓蒸氣倒流入壓縮機中） 冷凝器冷凝器貯液器（保證根據蒸發(fā)器熱負荷的需要供給足夠的液氨以貯液器（保證根據蒸發(fā)器熱負荷的需要供給足夠的液氨以及減少向系統(tǒng)內補充液氨的次數。及減少向系統(tǒng)內補充液氨的次數。)中間冷卻器用浮子調節(jié)閥供

9、液，以便自動控制中間冷卻器中間冷卻器用浮子調節(jié)閥供液，以便自動控制中間冷卻器中的液位。中的液位。用來制冷的氨液是經過調節(jié)站分配給各個庫房中的蒸發(fā)器，用來制冷的氨液是經過調節(jié)站分配給各個庫房中的蒸發(fā)器，在調節(jié)站管路上一般都裝有節(jié)流閥。在調節(jié)站管路上一般都裝有節(jié)流閥。氣液分離器氣液分離器(一個氣液分離器可以與幾個蒸發(fā)器相連，這樣一個氣液分離器可以與幾個蒸發(fā)器相連，這樣它還起著分配液體和匯集蒸氣的作用。它還起著分配液體和匯集蒸氣的作用。)制冷技術制冷技術 六、雙級壓縮熱力學計算3.3.中間壓力：中間壓力：適宜的中間壓力可獲得最佳的運行經濟性。適宜的中間壓力可獲得最佳的運行經濟性。(1)(1)比例中項

10、法：比例中項法： R717：0.951 R22：0.90.95(2)(2)拉塞經驗公式法拉塞經驗公式法 ： tm= 0.4tk+ 0.6t0+ 3（在4040內，適用于氨、R40、R12）圖解法 (3)(3)容積比插入法容積比插入法：壓縮機選好，高低壓級的容積比確定，用此法確定Pm komppp制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的熱力計算v圖解法 根據確定的蒸發(fā)壓力p0和冷凝壓力pk， 在pm（tm）值的上下，按一定間隔選取若干個中間溫度tm值。 根據給定的工況和選取的各個中間溫度tm分別畫出雙級縮循環(huán)的lgp-h圖，確定循環(huán)的各狀態(tài)點的參數，計算出相應的制冷系數。 繪制=f（tm）曲線

11、，找到制冷系數最大值max，由該點對應的中間溫度tm 制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的熱力計算v循環(huán)工作參數的確定 1.容積比的選擇dgdgmdmgvtdvtgvvqqqqqvtg高壓級理論輸氣量（高壓級理論輸氣量（m3/s）；）；qvtd低壓級理論輸氣量（低壓級理論輸氣量（m3/s）；）；qmg高壓級制冷劑的質量流量（高壓級制冷劑的質量流量（kg/s）；）；qmd低壓級制冷劑的質量流量（低壓級制冷劑的質量流量（kg/s）；）；vg高壓級吸氣比體積（高壓級吸氣比體積（m3/kg）；）；vd低壓級吸氣比體積（低壓級吸氣比體積（m3/kg）；）； g高壓級輸氣系數；高壓級輸氣系數； d低

12、壓級輸氣系數低壓級輸氣系數 制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的熱力計算 根據我國冷藏庫的生產實踐，當蒸發(fā)溫度t0=-28-40范圍內時，容積比的值通常取0.330.5之間，即qvtg:qvtd=1:31:2。在長江以南地區(qū)宜取大些。 合理的容積比的選擇還應結合考慮其他經濟指標。配組雙級壓縮機的容積比可以有較大的選擇余地。如果采用單機雙級壓縮機，則它的容積比是既定的，容積比的值通常只有0.33和0.5兩種。制冷技術制冷技術 1. 一級節(jié)流中間完全冷卻一級節(jié)流中間完全冷卻氨系統(tǒng)氨系統(tǒng) 工作原理工作原理 壓焓圖壓焓圖1）單位質量制冷量：）單位質量制冷量： q0h1h8 kJ/kg2）單位容積

13、制冷量：）單位容積制冷量： qvq0 / v1 kJ/ m33）單位冷凝熱負荷：）單位冷凝熱負荷： qkh4h5 kJ/kg4）低壓級單位理論壓縮功：）低壓級單位理論壓縮功： w0dh2h1 kJ/kg5）高壓級單位理論壓縮功：）高壓級單位理論壓縮功： w0gh4h3 kJ/kg6）低壓級制冷劑的質量流量：）低壓級制冷劑的質量流量： MRdQ0 / q0 kg/s7）高壓級制冷劑的質量流量：）高壓級制冷劑的質量流量： 8）制冷系數：）制冷系數： 六、雙級壓縮熱力學計算 5372RdRghhhhMM34Rg12Rd81RdogodOohhMhhMhhMPPQ3、7 出出2、5、6 進進焓焓狀態(tài)點

14、狀態(tài)點)M-(MhMhMhRdRg6Rd5Rd2Rd7Rg3MhMh制冷技術制冷技術 六、雙級壓縮熱力學計算2. 一級節(jié)流中間不完全冷卻一級節(jié)流中間不完全冷卻氟利昂系統(tǒng)氟利昂系統(tǒng) 工作原理工作原理 壓焓圖壓焓圖1）單位質量制冷量：）單位質量制冷量： q0h1h8 kJ/kg2）單位容積制冷量：）單位容積制冷量： qvq0 / v1 kJ/ m33）單位冷凝熱負荷：）單位冷凝熱負荷： qkh4h5 kJ/kg4）低壓級單位理論壓縮功：）低壓級單位理論壓縮功： w0dh2h1 kJ/kg5）高壓級單位理論壓縮功：）高壓級單位理論壓縮功： w0gh4h3 kJ/kg6）低壓級制冷劑的質量流量：）低壓

15、級制冷劑的質量流量： MRdQ0 / q0 kg/s7）高壓級制冷劑的質量流量：）高壓級制冷劑的質量流量： 8）制冷系數：）制冷系數： 5373RdRghhhhMM34Rg12Rd81RdogodOohhMhhMhhMPPQRd7RdRg3RdRg6Rd5Mh)M-(Mh)M-(MhMh制冷技術制冷技術 1、結構：、結構：1）氨用中冷器）氨用中冷器 2）氟利昂用中冷器）氟利昂用中冷器2、連接、連接七、中間冷卻器制冷技術制冷技術 3 3、作用、作用：1 1）降低低壓級壓縮機排出的氣體溫度，以避免高壓級過高的排氣溫度；）降低低壓級壓縮機排出的氣體溫度，以避免高壓級過高的排氣溫度；2 2）使高壓液體

16、在節(jié)流前得到過冷，以提高系統(tǒng)制冷能力，減少節(jié)流過程產生的閃）使高壓液體在節(jié)流前得到過冷，以提高系統(tǒng)制冷能力，減少節(jié)流過程產生的閃發(fā)氣體；發(fā)氣體；3 3）起到油分離器的作用，它可將由低壓級壓縮機帶出的潤滑油，通過改變流動方）起到油分離器的作用，它可將由低壓級壓縮機帶出的潤滑油，通過改變流動方向、降低流速、洗滌和降溫作用分離出來，并由放油管排出。向、降低流速、洗滌和降溫作用分離出來，并由放油管排出。4 4、設計、設計：1 1）中間冷卻器直徑）中間冷卻器直徑 取取= 0.5 m/s 2 2）中間冷卻器蛇形盤管冷卻面積）中間冷卻器蛇形盤管冷卻面積 5 5、型號型號：七、中間冷卻器ghgghgV0188

17、. 03600V4dmzjtKQA制冷技術制冷技術 多級壓縮制冷循環(huán)多級壓縮制冷循環(huán)閃發(fā)蒸氣分離器閃發(fā)蒸氣分離器空調用離心式或螺桿式冷水機組常用空調用離心式或螺桿式冷水機組常用制冷技術制冷技術 閃發(fā)蒸氣分離器閃發(fā)蒸氣分離器多級壓縮制冷循環(huán)多級壓縮制冷循環(huán)制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的運行特性分析1. 變工況特性 （1）蒸發(fā)溫度的變化對中間壓力的影響： 制冷技術制冷技術 雙級蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的運行特性分析v兩級壓縮制冷機的工況變動時的一些特性： 隨著t0的升高，壓力pc和pm都有不斷升高，但pm升高得快； 隨著t0的升高，壓力比H和L都不斷下降，但H下降快； 隨著t0的升高，壓力差

18、（pc-pm）減小，（pm-pe）先逐漸增大而后逐漸減小。制冷技術制冷技術 復疊式制冷循環(huán)復疊式制冷循環(huán)v復疊式制冷循環(huán) 定義 由兩個（或數個）不同制冷劑工作的單級（也可以是多級）制冷系統(tǒng)組合而成。 采用復疊式制冷循環(huán)的原因 1受制冷劑凝固點的限制 2對制冷循環(huán)壓力比的限制 3受活塞式壓縮機閥門結構特性的限制 制冷技術制冷技術 復疊式制冷機通常由兩個單獨的制冷系統(tǒng)復疊式制冷機通常由兩個單獨的制冷系統(tǒng)組成組成，分別稱，分別稱為高溫級及低溫級部分。為高溫級及低溫級部分。 高溫部分使用高溫部分使用中溫制冷劑中溫制冷劑，低溫部分使用，低溫部分使用低溫制冷劑低溫制冷劑。 高溫部分高溫部分系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)是用來使低溫部分系統(tǒng)中系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)是用來使低溫部分系統(tǒng)中制冷劑冷凝，用一個制冷劑冷凝，用一個冷凝蒸發(fā)器冷凝蒸發(fā)器將兩部分聯系起來，它將兩部分聯系起來，它既是高溫部分的蒸發(fā)器，又是低溫部分的冷凝器。既是高溫部分的蒸發(fā)器，又是低溫部分的冷凝器。 低溫部分低溫部分的制冷劑在蒸發(fā)器內向被冷卻對象吸取熱量的制冷劑在蒸發(fā)器內向被冷卻對象吸取熱量（即制取冷量），并將此熱量傳給高溫部分制冷劑，然（即