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復疊式蒸汽壓縮理論制冷循環(huán)(串級制冷循環(huán))

   2021-01-02 和平2897
核心提示:復疊式蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由兩個或兩個以上的單級壓縮制冷循環(huán)組成,在每個單級制冷系統(tǒng)中充加不同性質(zhì)的制冷劑。

二級或多級壓縮制冷循環(huán)均采用一種制冷劑,當蒸發(fā)溫度較低時,雖然可以用分級壓縮解決壓力比、節(jié)流損失和排氣溫度過高等方面的問題。但是,當制取的溫度更低時,采用一種制冷劑的二級或多級壓縮制冷循環(huán)又將出現(xiàn)下面一些難以克服的困難:

1)任何制冷劑,蒸發(fā)溫度越低,則蒸發(fā)壓力也就越低。過低的蒸發(fā)壓力,有時可能造成壓縮機難以吸氣,或者使外界的空氣進入制冷系統(tǒng)。

2)當蒸發(fā)溫度過低時,某些常用制冷劑已達凝固溫度,無法實現(xiàn)制冷劑的流動、循環(huán)。

3)蒸發(fā)壓力降低,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質(zhì)量流量減少,制冷量大大下降。為了獲得所需冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機體積過于龐大。

復疊式蒸汽壓縮制冷循環(huán)是由兩個或兩個以上的單級壓縮制冷循環(huán)組成,在每個單級制冷系統(tǒng)中充加不同性質(zhì)的制冷劑。它既能滿足在較低溫度時,有合適的蒸發(fā)壓力,又能滿足在環(huán)境溫度條件下冷凝時,具有合適的冷凝壓力。

1-20是由兩個單級壓縮式制冷循環(huán)組成的復疊式制冷循環(huán)流程。圖中左側(cè)的單級制冷循環(huán),與以前介紹的單級循環(huán)相同,它的冷凝器仍用環(huán)境溫度條件下的水或空氣作為冷卻介質(zhì)。但該制冷循環(huán)所得的制冷量,是用來冷凝右側(cè)單級制冷循環(huán)中的制冷劑。

左側(cè)制冷系統(tǒng)運行時的溫度區(qū)間較高,稱高溫級,制冷劑為R22, R134a等。右側(cè)制冷系統(tǒng)運行的溫度區(qū)間較低,稱低溫級,常用的制冷劑為R13, R503等。按圖1-20所示的復疊式制冷循環(huán),在低溫級蒸發(fā)器中可獲得-80℃左右的低溫。

由于復疊式制冷循環(huán)的蒸發(fā)溫度較低,對潤滑油的品質(zhì)和分離應特別注意,以防在循環(huán)過程中產(chǎn)生凝固,影響制冷裝置的正常運行。

根據(jù)單級、二級和復疊式制冷循環(huán)的原理和流程可以知道,制冷裝置制取的溫度越低,制冷系統(tǒng)越復雜,設(shè)備也越多,投資和運行費用也越大。蒸汽壓縮式制冷僅用來制取-120℃以上的低溫(普冷的最低溫度),如果需要獲得更低的溫度,則需用其他方法制取。

 
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