多级蒸汽压缩制冷循环.docx

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1、多级蒸汽压缩制冷循环3.6多级蒸汽压缩制冷循环采用多级压缩制冷的原因问题：单级压缩在常温冷却条件下，能获得的低温程度有限。在此条件下，获得低温的制约因素是压缩比和排气温度。压缩比和排气温度升高后的危害(1)压缩比增大时压缩机的余隙系数v大为降低，(2)压缩机的输气量及效率显著下降。当压缩比提高到一定数值后，压缩机的余隙系数变为零，压缩机不再吸气，制冷机固然在不断运行，制冷量却变为零。(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，会使润滑油碳化和出现拉缸等现象。(3)制冷剂过热损失增加，单位容积制冷量下降过大，经济性显著下降。3.6.1两级压

2、缩制冷的循环形式两级蒸气压缩工作原理压缩经过分两阶段进行:低压级压缩高压级压缩蒸发压力中间压力冷凝压力1.来自蒸发器的低温制冷剂蒸气压力为P0先进入低压级压缩机，在其中压缩到中间压力Pm；2.经过中间冷却器冷却分为两种情况中间完全冷却为饱和蒸气和中间不完全冷却为过热蒸气；3.再进入高压级压缩机，将其压缩为冷凝压力Pk，排入冷凝器中。两级蒸气压缩类型按压缩机台数分单机双级：一台压缩机，气缸一部分为高压级，另一部分为低压级。双机双级：两台压缩机，分别作为高压级和低压级。按中间冷却方式分中间完全冷却：将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却：低压级排气虽经冷却，但并未冷却到饱和蒸气状

3、态，仍然是过热蒸汽。按节流方式分两次节流循环：将高压液体先从冷凝压力Pk节流到中间压力Pm，然后再由Pm节流降压至蒸发压力P0。一次节流循环：制冷剂液体由冷凝压力Pk直接节流至蒸发压力P0常用的组成型式1.一次节流、中间完全冷却2.一次节流、中间不完全冷却3.两次节流、中间完全冷却4.两次节流、中间不完全冷却d两次节流、中间不完全冷却循环两级压缩循环形式选择因素中间冷却形式选择取决于制冷剂的性质氨：完全冷却，氟利昂：不完全冷却一次节流：不可逆损失大，经济性差；系统简单，只要一个节流阀；供液压差大，节流阀尺寸小，可实现远距离供液或高层供液；节流前液体过冷度大，不易闪蒸。二次节流：不可逆损失小，经

4、济性好；能够获得两种不同蒸发温度；系统复杂，要两个节流阀,且要保证流量调节相协调；供液压差小，节流阀尺寸大；一次节流中间完全冷却的两级压缩制冷循环假定已知制冷量Q01.单位质量制冷量:q0h1h8kJ/kg2.低压级比功:wDh2h1kJ/kg3.低压级制冷剂质量流量:qm,D=?0/q0kg/s4.低压级压缩机轴功率:Pk,D=qm,DwD/K,Dkw5.低压级输气量:实际:qvs,D=qm,Dv1m3/s理论:qvh,D=qvs,D/Dm3/s(低压级压缩机的容积效率D等于一样压力下单级压缩的90%)6.高压级比功:wG=h4h3kJ/kg7.高压级制冷剂质量流量由中间冷却器热平衡确定质量

5、平衡：qm,G=qm,D+qm6=qm6+qm7qm7=qm,D能量平衡:qm,Dh2+qm,Dh5+(qmG-m,D)h6=qm,Gh3+qm,Dh7,qm,G=qm,D(h2h7)/(h3h6)kg/s8.高压级压缩机轴功率:Pk,G=qm,GWG/k,Gkw9.高压级输气量：实际:qvs,G=qm,Gv3m3/s理论:qvh,G=qvs,G/Gm3/s (G等于一样压力下单级压缩的容积效率)10.性能系数理论循环：COP=?0/qm,GWG+qm,DWD实际循环：COPs=?0/qm,GWG/k,G+qm,DWD/k,D11.冷凝器的热负荷?k=qvs,G(h4s-h5kwh4s=h3+

6、(h4-h3)/i,DkJ/kg氨一次节流中间完全冷却两级压缩制冷系统油氨分离器：将夹带的油滴分离出来，以免进入冷凝器和蒸发器中而影响传热。单向阀：当机器一旦忽然停车时防止高压蒸气倒流入压缩机中。贮液器：用来保证根据蒸发器热负荷的需要供应足够的液氨以及减少向系统内补充液氨的次数。浮球调节阀：自动控制中间冷却器中的液位。气液分离器：一方面将从蒸发器出来的低压蒸气中夹带的液滴分离出去，以防止氨液进入压缩机中而构成湿压缩，另一方面又可使节流后产生的部分蒸气不进入蒸发器，使蒸发器的面积可得到更为合理的利用。一个气液分离器能够与几个蒸发器相连，这样它还起着分配液体和聚集蒸气的作用。一次节流、中间完全冷却

7、的4两级压缩制冷循环 (a)流程图b)lgp-h图两级循环与单级循环比拟增加了压缩机或增加了一级压缩；?增加了一个中间冷却器；中间冷却器出口高压液体温度与中间冷却器饱和温度之间的差值：tF=t7-tm=35?增加了节流阀；?高压压缩机的流量qm,G大于低压压缩机的流量qm,D氟利昂一次节流中间不完全冷却双级压缩系统气液热交换器：不但可使高压液体的温度进一步降低，使单位制冷量增大，而更为主要的是为了提高低压压缩机的吸气温度，以改善压缩机的润滑条件，并避免气缸外外表结霜等。系统中还采用了自动回油的油分离器装置、热力膨胀阀型式的供液量调节以及为了使当压缩机停止运行时能自动切断供液管路的电磁阀等。获得两种蒸发温度的两级压缩制冷循环