两级压缩与复叠式制冷循环.pptx
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1、两级压缩与复叠式制冷循环两级压缩与复叠式制冷循环例例有一台制冷压缩机,工质有一台制冷压缩机,工质R22,相对余隙容积,相对余隙容积c=余隙容积余隙容积/工作工作行程容积行程容积=0.048,多变指数,多变指数m=1.04,tK=40,求此时制冷机所能,求此时制冷机所能制取的最低温度。制取的最低温度。解:容积系数的计算公式为:解:容积系数的计算公式为:为压缩机压力比为压缩机压力比=当达到最低蒸发温度,当达到最低蒸发温度,v=0,Qo=0,压缩机停止吸气压缩机停止吸气,即即 当当tk=40,pk=15.269 bar,故最低蒸发压力故最低蒸发压力与之对应的与之对应的to=-50.5,这就是此时蒸发
2、温度的,这就是此时蒸发温度的极限值极限值第1页/共47页 单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝压力由环境介质(如空气或水)温度决定压力由环境介质(如空气或水)温度决定压力由环境介质(如空气或水)温度决定压力由环境介质(如空气或水)温度决定在一定的冷凝温度下在一定的冷凝温度下蒸发温度降低蒸发温度降低冷凝压力和蒸发压力之差(冷凝压力和蒸发压力之差(pk-po)增大)增大压缩比压缩比pk/po变大变大 单级压缩循环所能达到的最低制冷温度是有限的。单级压缩循环所能达到的最低制冷温度是有限的。通常
3、,最低只能达到通常,最低只能达到-40左右。左右。原因原因:受单级活塞式压缩机的极限使用条件的限制。受单级活塞式压缩机的极限使用条件的限制。第2页/共47页 通常单级蒸气压缩活塞式制冷机通常单级蒸气压缩活塞式制冷机压缩比压缩比10,超出极限使用条件时,超出极限使用条件时:(1)(1)压缩比压缩比增大时增大时,压缩机的压缩机的输气系数输气系数大大为降低为降低,压缩机的输气量及效率显著下降。,压缩机的输气量及效率显著下降。(2)(2)压缩机压缩机排气温度过高排气温度过高,使润滑油的粘,使润滑油的粘度急剧下降,影响压缩机的润滑。当排气度急剧下降,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
4、润滑油温度与润滑油的闪点接近时,会使润滑油碳化,以致在阀片上产生结碳现象。碳化,以致在阀片上产生结碳现象。第3页/共47页 所以,为获得较低的温度(所以,为获得较低的温度(-40以下),同时使压缩机的工以下),同时使压缩机的工作压力控制在一个合适的范围内,作压力控制在一个合适的范围内,就要采用多级压缩循环。就要采用多级压缩循环。(3)(3)制制冷冷剂剂节节流流损损失失增增加加,单单位位质质量量制制冷冷量量及单位容积及单位容积制冷量下降过大制冷量下降过大,经济性下降经济性下降。第4页/共47页两级蒸气压缩工作原理两级蒸气压缩工作原理两级蒸气压缩工作原理两级蒸气压缩工作原理 压缩过程分两阶段进行压
5、缩过程分两阶段进行:低压级压缩低压级压缩低压级压缩低压级压缩 高压级压缩高压级压缩高压级压缩高压级压缩 蒸发压力蒸发压力 中间压力中间压力 冷凝压力冷凝压力1.1.1.1.来自蒸发器的低温制冷剂蒸气(压力为来自蒸发器的低温制冷剂蒸气(压力为来自蒸发器的低温制冷剂蒸气(压力为来自蒸发器的低温制冷剂蒸气(压力为P P P Po o o o)先进)先进)先进)先进入低压级压缩机,在其中压缩到中间压力入低压级压缩机,在其中压缩到中间压力入低压级压缩机,在其中压缩到中间压力入低压级压缩机,在其中压缩到中间压力P P P Pm m m m 2.2.2.2.经过中间冷却器冷却(分两种情况中间完全经过中间冷却
6、器冷却(分两种情况中间完全经过中间冷却器冷却(分两种情况中间完全经过中间冷却器冷却(分两种情况中间完全冷却为饱和蒸气冷却为饱和蒸气冷却为饱和蒸气冷却为饱和蒸气/中间不完全冷却为过热蒸气)中间不完全冷却为过热蒸气)中间不完全冷却为过热蒸气)中间不完全冷却为过热蒸气)3.3.3.3.再进入高压级压缩机,将其压缩为冷凝压力再进入高压级压缩机,将其压缩为冷凝压力再进入高压级压缩机,将其压缩为冷凝压力再进入高压级压缩机,将其压缩为冷凝压力P P P Pk k k k,排入冷凝器中排入冷凝器中排入冷凝器中排入冷凝器中 4.2 4.2 两级压缩制冷循环两级压缩制冷循环 第5页/共47页两级蒸气压缩类型两级蒸
7、气压缩类型单机双级:一台压缩机,气缸一部分为高压级,一部分为低压级单机双级:一台压缩机,气缸一部分为高压级,一部分为低压级单机双级:一台压缩机,气缸一部分为高压级,一部分为低压级单机双级: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双机双级:两台压缩机,分别为高压级和低压级双机双级:两台压缩机,分别为高压级和低压级双机双级:两台压缩机,分别为高压级和低压级一级节流:供液的制冷剂液体直接由冷凝压力节流至蒸发压力。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。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。一级节流:供液的制冷剂液体直接
8、由冷凝压力节流至蒸发压力。两级节流:一级节流至中间压力,二级节流至蒸发压力。两级节流:一级节流至中间压力,二级节流至蒸发压力。两级节流:一级节流至中间压力,二级节流至蒸发压力。两级节流:一级节流至中间压力,二级节流至蒸发压力。一级节流可利用压差实现远距离供液一级节流可利用压差实现远距离供液一级节流可利用压差实现远距离供液一级节流可利用压差实现远距离供液,便于调节便于调节便于调节便于调节,应用广泛应用广泛应用广泛应用广泛两级节流两级节流两级节流两级节流,很少采用很少采用很少采用很少采用中间完全冷却:将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间完全冷却:将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。
9、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:未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却:未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却:未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却:未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。对对R12,R22,R502采用中间不完全冷却采用中间不完全冷却对对R717采用中间完全冷却采用中间完全冷却第6页/共47页采用哪一种型式与制冷剂种类、制冷剂容量等条件有关采用哪一种型式与制冷剂种类、制冷剂容量等条件有关采用哪一种型式与制冷剂种类、制冷剂容量等条件有关采用哪一种型
10、式与制冷剂种类、制冷剂容量等条件有关常用的组成型式有:常用的组成型式有:常用的组成型式有:常用的组成型式有:1.1.一级节流、中间完全冷却的两级压一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环缩制冷循环 2.2.一一级级节节流流、中中间间不不完完全全冷冷却却的的两两级级压缩制冷循环压缩制冷循环 3.3.两两级级节节流流、中中间间完完全全冷冷却却的的两两级级压压缩制冷循环缩制冷循环 4.4.两两级级节节流流、中中间间不不完完全全冷冷却却的的两两级级压缩制冷循环压缩制冷循环5.5.两级节流、具有中温蒸发器的中间完两级节流、具有中温蒸发器的中间完全冷却两级压缩制冷循环全冷却两级压缩制冷循环 第7页/共47
11、页由冷凝器流出的液体分为两路:由冷凝器流出的液体分为两路:a.经经膨膨胀胀阀阀1节节流流至至Pm进进入入中中冷冷器器,利利用用它它吸吸热热冷冷却却低低压压级级排排气气和和盘盘管管中中的的高高压压液液体体。蒸蒸发发产产生生的的蒸蒸汽汽同同低低压压压缩机排气一起进入高压级;压缩机排气一起进入高压级;b.液液体体在在中中冷冷器器盘盘管管中中被被冷冷却却后后,经经膨膨胀胀阀阀2节节流流到到P0,在蒸发器中蒸发制冷。,在蒸发器中蒸发制冷。高压级压缩机冷剂质量流量高压级压缩机冷剂质量流量MR:4.2.1一级节流、液体过冷、中间完全冷却的双级压缩制冷循环一级节流、液体过冷、中间完全冷却的双级压缩制冷循环n
12、低压级来低压级来MR1n 膨胀阀膨胀阀1来来MR2第8页/共47页第10页/共47页压压压压-焓图分析焓图分析焓图分析焓图分析1-21-2低压压缩机压缩低压压缩机压缩低压压缩机压缩低压压缩机压缩2-32-3低压压缩机排气在中冷器低压压缩机排气在中冷器低压压缩机排气在中冷器低压压缩机排气在中冷器冷却冷却冷却冷却3-43-4高压压缩机压缩高压压缩机压缩高压压缩机压缩高压压缩机压缩4-54-5高压排气在冷凝器冷却高压排气在冷凝器冷却高压排气在冷凝器冷却高压排气在冷凝器冷却5-65-6节流阀节流阀节流阀节流阀中液体节流中液体节流中液体节流中液体节流6-36-3节流阀节流阀节流阀节流阀后液体在中冷器后液
13、体在中冷器后液体在中冷器后液体在中冷器内蒸发内蒸发内蒸发内蒸发5-75-7另一路液体在中冷器内过另一路液体在中冷器内过另一路液体在中冷器内过另一路液体在中冷器内过冷冷冷冷7-87-8节流阀节流阀节流阀节流阀节流节流节流节流8-18-1蒸发器中蒸发蒸发器中蒸发蒸发器中蒸发蒸发器中蒸发第11页/共47页1 1)单位质量制冷量:)单位质量制冷量:)单位质量制冷量:)单位质量制冷量:q q0 0h h1 1h h8 8 kJ/kgkJ/kg2 2)单位容积制冷量:)单位容积制冷量:)单位容积制冷量:)单位容积制冷量:q qv vq q0 0/v/v1 1 kJ/m kJ/m3 33 3)单位冷凝热负荷
14、:)单位冷凝热负荷:)单位冷凝热负荷:)单位冷凝热负荷:q qk kh h4 4h h5 5 kJ/kg kJ/kg4 4)低压级单位理论压缩功:)低压级单位理论压缩功:)低压级单位理论压缩功:)低压级单位理论压缩功:ww0d0dh h2 2h h1 1 kJ/kg kJ/kg5 5)高压级单位理论压缩功:)高压级单位理论压缩功:)高压级单位理论压缩功:)高压级单位理论压缩功:ww0g0gh h4 4h h3 3 kJ/kg kJ/kg6 6)低压级制冷剂的质量流量:)低压级制冷剂的质量流量:)低压级制冷剂的质量流量:)低压级制冷剂的质量流量:MMRdRdQQ0 0/q/q0 0 kg/s k
15、g/s7 7)高压级制冷剂的质量流量:)高压级制冷剂的质量流量:)高压级制冷剂的质量流量:)高压级制冷剂的质量流量:8 8)制冷系数:)制冷系数:)制冷系数:)制冷系数:第12页/共47页两级压缩氨制冷机的实际系统图A-低压压缩机B-高压压缩机C-油分离器D-单向阀E-冷凝器F-储液器G-过冷器H-中间冷却器I-浮子调节阀J-调节站K-气液分离器L-蒸发器第13页/共47页170 170 系列氨压缩机组系列氨压缩机组系列氨压缩机组系列氨压缩机组机组在冷凝温度机组在冷凝温度机组在冷凝温度机组在冷凝温度 40 40,蒸发温度单级,蒸发温度单级,蒸发温度单级,蒸发温度单级 +5+5-30 30,双级
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- 两级 压缩 复叠式 制冷 循环
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