24双级压缩和复叠式制冷解析
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双级压缩式和复叠式制冷循环
Q0 Q0 q0 h1 h8
Q0 v1 h1 h8
1 n pm d 0.94 0.085 1 p0 0.1
4、低压级压缩机吸入的制冷剂体积流量(m3／s)为
qVd qmd v1
5、低压级压缩机的理论输气量(m3／s)为
ig
h4 s 为高压级压缩机的实际排气比焓。 式中，
二、一级节流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环热力计算
1、 单位质量制冷量q0(kJ／kg)为
q0 h1 h9
2、低压级压缩机制冷剂的 质量流量qmd(kg／s)为
q md
Q0 Q0 q0 h1 h9
3、低压级压缩机吸入的制冷剂体积流量(m3／s)为
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。
氨：绝热指数较大，排气温度较高，氨单级 压缩的压力比一般不超过8； 氟里昂：绝热指数相对较小，单级压缩的压 力比一般也不希望超过10。 不同冷凝温度时单级压缩所能达到的最低蒸 发温度如下表所示。
qVthd
Q0 v1 d h1 h8 d
qVd
R717，n=1.28；R12，n=1.13；R22，n=1.18。
6、低压级压缩机所消耗的轴功(kW)为
Ped
qmd w0 d
kd
Q0 h2 h1 h1 h8 kd
不考虑中间冷却器与外界的传热，如右图所 示的中间冷却器的热平衡图
qmd h2 qmd (h5 h7 ) (qmg qmd )h6 qmg h3
q mg (kg／s)为 7、高压级压缩机的制冷剂质量流量
双级复叠制冷系统原理
双级复叠制冷系统原理1.低温压缩级：制冷剂从低温蒸发器进入低温压缩机，经过压缩后成为高温高压气体。
该气体通过低温冷凝器，在与冷却介质（如水）的热交换中，释放热量，冷却并变为高温高压液体。
2.高温压缩级：高温高压液体由低温冷凝器进入高温压缩机，在高温环境下进行压缩。
该过程会使制冷剂的温度和压力进一步升高，变为更高温高压的气体。
3.高温冷凝级：高温高压气体进入高温冷凝器，通过与冷却介质的热交换，释放热量，冷却并变为高温高压液体。
4.高温膨胀级：高温高压液体通过高温膨胀阀，进入高温蒸发器。
在高温蒸发器中，制冷剂通过与待冷物体的热交换，吸收热量并蒸发，从而实现制冷效果。
同时，制冷剂的温度和压力降低，成为低温低压气体。
5.低温膨胀级：低温低压气体通过低温膨胀阀，进入低温蒸发器。
在低温蒸发器中，制冷剂再次与待冷物体进行热交换，吸收更多的热量并蒸发。
同时，制冷剂的温度和压力进一步降低，成为低温低压气体。
通过双级复叠制冷系统，制冷剂在两个级别的蒸发器中循环工作，每个级别分别负责不同温度范围的制冷任务，从而实现更低的制冷温度。
整个系统呈现级联的结构，通过不同级别的压缩机和冷凝器，实现了对制冷剂的逐级升压和冷凝，以及对制冷剂的逐级减压和蒸发，从而实现制冷效果。
然而，双级复叠制冷系统也存在一些挑战，如对于系统的控制和操作要求较高，需要保证两个级别的制冷剂流量和压力的均衡，以及制冷剂在两个蒸发器中的分配和再循环。
此外，系统的建设和维护成本相对较高，需要更多的设备和管道，以及复杂的控制系统。
总之，双级复叠制冷系统通过两个级别的压缩机和冷凝器，以及两个级别的蒸发器和膨胀阀，实现了更低的制冷温度。
该系统适用于需要更低温制冷的领域，但也面临着控制和操作复杂、建设和维护成本较高等挑战。
两级压缩与复叠式制冷方式的比较
0. 6355
- 13
- 18
- 24
- 65 低温 高温
0. 0407 0. 0379
0. 4478 0. 0909
21. 098 18. 913
62. 894 32. 301
0. 7253 0. 7498
0. 4431 0. 6133
0. 5817 0. 7325
0. 4399 0. 6396
4. 33
第 3 期 程有凯等 :两级压缩与复叠式制冷方式的比较 · 6 9 ·
4. 08
0. 853
1. 2497
0. 5252
- 15
- 20
- 27
- 70 低温 高温
0. 0576 0. 0612
1. 2283 0. 1213
25. 422 23. 968
108. 299 43. 836
0. 6614 0. 6925
0. 2212 0. 5529
0. 5620 0. 6746
0
- 28
- 33
- 36
- 80 低温 高温
0. 1685 0. 1126
0
0
37. 980 34. 284
0
0
0. 4621 0. 5298
0
0
0. 4675 0. 5979
0
0
2. 93 2. 81
0
0. 6919
Байду номын сангаас
0
- 32
- 37
- 40
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双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
工作原理
高温蒸发器在较高压力下工作，低温蒸发器在较低压力下工 作，通过中间冷却器将高温蒸发器的制冷剂蒸气冷凝成液体 ，再通过节流阀降低压力后进入低温蒸发器，从而实现更低 的制冷温度。
系统的组成
中间冷却器
用于将高温蒸气冷 凝成液体。
低温蒸发器
用于在较低压力下 吸收热量，产生低 温蒸气。
高温蒸发器
用于吸收热量，产 生高温蒸气。
系统组成的比较
要点一
总结词
双级蒸汽压缩式制冷循环系统通常包括两个或更多个独立 的制冷剂循环系统，每个系统都有自己的蒸发器、压缩机 、冷凝器和膨胀阀等。而复叠式制冷循环则由多个独立的 制冷剂循环系统组成，每个系统有自己的蒸发器和冷凝器 ，以及独立的压缩机和膨胀阀等。
要点二
详细描述
双级蒸汽压缩式制冷循环系统中，每个级别的制冷剂循环 都是独立的，但它们之间通过中间冷却器进行热量传递。 而复叠式制冷循环则是由多个独立的制冷剂循环系统组成 ，每个系统都有自己的制冷剂和相应的设备。这种设计使 得复叠式制冷循环可以同时实现多个温度等级的制冷需求 ，并且每个温度等级的制冷剂都可以独立控制，灵活性更 高。
市场发展前景
市场需求持续增长
随着全球气候变暖和能源消耗的增加，双级 蒸汽压缩式和复叠式制冷循环的市场需求将 持续增长。
技术创新推动市场发展
未来，技术的不断创新和进步将进一步推动双级蒸 汽压缩式和复叠式制冷循环的市场发展。
市场竞争加剧
随着市场需求的增长，竞争将进一步加剧， 企业需要加强技术创新和服务质量提升以获 得竞争优势。
双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
目 录
• 双级蒸汽压缩式制冷循环 • 复叠式制冷循环 • 双级与复叠式制冷循环的比较 • 双级与复叠式制冷循环的应用场景 • 双级与复叠式制冷循环的发展趋势与挑战
高温蒸发器在较高压力下工作，低温蒸发器在较低压力下工 作，通过中间冷却器将高温蒸发器的制冷剂蒸气冷凝成液体 ，再通过节流阀降低压力后进入低温蒸发器，从而实现更低 的制冷温度。
系统的组成
中间冷却器
用于将高温蒸气冷 凝成液体。
低温蒸发器
用于在较低压力下 吸收热量，产生低 温蒸气。
高温蒸发器
用于吸收热量，产 生高温蒸气。
系统组成的比较
要点一
总结词
双级蒸汽压缩式制冷循环系统通常包括两个或更多个独立 的制冷剂循环系统，每个系统都有自己的蒸发器、压缩机 、冷凝器和膨胀阀等。而复叠式制冷循环则由多个独立的 制冷剂循环系统组成，每个系统有自己的蒸发器和冷凝器 ，以及独立的压缩机和膨胀阀等。
要点二
详细描述
双级蒸汽压缩式制冷循环系统中，每个级别的制冷剂循环 都是独立的，但它们之间通过中间冷却器进行热量传递。 而复叠式制冷循环则是由多个独立的制冷剂循环系统组成 ，每个系统都有自己的制冷剂和相应的设备。这种设计使 得复叠式制冷循环可以同时实现多个温度等级的制冷需求 ，并且每个温度等级的制冷剂都可以独立控制，灵活性更 高。
市场发展前景
市场需求持续增长
随着全球气候变暖和能源消耗的增加，双级 蒸汽压缩式和复叠式制冷循环的市场需求将 持续增长。
技术创新推动市场发展
未来，技术的不断创新和进步将进一步推动双级蒸 汽压缩式和复叠式制冷循环的市场发展。
市场竞争加剧
随着市场需求的增长，竞争将进一步加剧， 企业需要加强技术创新和服务质量提升以获 得竞争优势。
双级蒸汽压缩式与复叠式制冷循环
目 录
• 双级蒸汽压缩式制冷循环 • 复叠式制冷循环 • 双级与复叠式制冷循环的比较 • 双级与复叠式制冷循环的应用场景 • 双级与复叠式制冷循环的发展趋势与挑战
什么叫复叠式制冷工作原理是什么
什么叫复叠式制冷工作原理是什么复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统构成，分别称为高温级及低温级部分。
高温部分使用中温制冷剂，低温部分使用低温制冷剂。
制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。
低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温部分制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。
由于是温度保持不住，察看制冷压缩机在试验箱运行过程中是否能够启动，（东莞艾思荔——黄鑫磊为您解答）压缩机在步入式恒温恒湿试验室运行过程中都能够启动，说明从主电源到各压缩机的电器线路正常，电器系统方面也没有问题。
现在电器系统没有问题，我们连续检查制冷系统。
首先检查两组制冷机组的低温（R23）级压缩机的排气和吸气压力都较正常值偏低，且吸气压力呈抽闲状态，说明主制冷机组的制冷剂量不足。
用手摸主机组R23压缩机的排气和吸气管路，发现排气管路的温度不高，吸气管路的温度也不低（未结霜），这也说明白主机组的R23制冷剂缺乏。
假如以上未确定故障原因，结合步入式恒温恒湿试验室的掌控过程进一步确认故障原因，本试验室拥有两套制冷机组。
一为主机组，另一为辅佑襄助机组，在降温速率较大时，两组机组同时工作，在温度保持阶段初期，两组机组仍然同时工作。
待温度初步稳定下来，辅佑襄助机组停止工作，由主机组来维持温度的稳定。
假如主机组R23泄露，会使主机组的制冷效果不大，由于降温过程中，两机组同时工作，故没有温度稳定不住的现象，而指示降温速率降低。
在温度保持阶段，一旦辅佑襄助机组停止工作，主机组又无制冷作用，试验室内的空气就会缓慢上升，当温度上升到确定程度，掌控系统就会启动辅佑襄助机组来降温，将温度下降至设定值相近，然后辅佑襄助机组又停止工作，至此，已确认生产故障的原因是主机组的低温（R23）级机组的制冷剂R23泄露。
对制冷系统进行查漏，用检漏仪和肥皂水相结合的方法检查，发现一热气旁通电磁阀的阀杆裂了约1cm的细缝。
04.两级压缩和复叠式制冷循环讲解
根据制冷系数最大这一原则去选取最佳中间压力。
（1）按几何比例中项确定中间压力：
根据确定的冷凝压力Pk、和蒸发压力Po，按下式确定：
（2）按拉塞（A.Rasl）公式确定中间温度：
根据确定的冷凝温度Tk、和蒸发温度To，按下式确定：
（3）按诺模图确定中间温度： 诺模根据拉塞公式制作了 诺模图，可以很方便地查找中 间温度。 值得注意的是：诺模图和 拉塞公式一般只适用于氨为制 冷剂的系统。实际循环的制源自系数为实际循环的制冷系数为：
冷凝器热负荷：
根据计算出来的qvhG、qvhD选配合适的压缩机，并据Qo和Qk选配蒸发器 和冷凝器—称之为设计性计算； 对于已有的两级制冷机可根据它的qvhG、qvhD数值，计算出它的实际制 冷量Qo
两级压缩氨制冷机在冷库制冷装置中的实际系统图
4. 2.2 一级节流、中间不完全冷却的两级压缩循环
高压压缩机的吸气状态参数点4 的比焓可由两部分蒸气混合 过程的热平衡关系式求得。
两级压缩SD2-4F10A氟里昂制冷机在制冷装置中 实际系统图
4.3 两级压缩制冷机的热力计算 和温度变动时的特性
4. 3. 1两级压缩制冷机的热力计算
*两级压缩制冷机应使用R717、R22、R290等中温制冷剂，为的是 低温下系统中蒸发压力不会太低、常温下冷凝压力又不会且易于液化。 *对采用回热有利的制冷剂—R22、R290等应选用一级节流中间不完 全冷却循环方式； *对采用回热不利的制冷剂—R717等应选用一级节流中间完全冷却 循环方式。 *两级压缩制冷的热力计算方法与单级压缩制冷的热力计算方法基 本一样。
4. 3. 2 两级压缩制冷机中间压力的确定
1.校核计算：
高、低压级压缩机已定，通过热力计算去确定中间压力。 按一定间隔选择若干个中间温度，按所选温度分别进行循环的 热力计算，求出不同中间温度下的理论输气量的比值，与给定的高、 低压压缩机的理论输气量比值进行比较，用试凑法来确定中间压力。
（1）按几何比例中项确定中间压力：
根据确定的冷凝压力Pk、和蒸发压力Po，按下式确定：
（2）按拉塞（A.Rasl）公式确定中间温度：
根据确定的冷凝温度Tk、和蒸发温度To，按下式确定：
（3）按诺模图确定中间温度： 诺模根据拉塞公式制作了 诺模图，可以很方便地查找中 间温度。 值得注意的是：诺模图和 拉塞公式一般只适用于氨为制 冷剂的系统。实际循环的制源自系数为实际循环的制冷系数为：
冷凝器热负荷：
根据计算出来的qvhG、qvhD选配合适的压缩机，并据Qo和Qk选配蒸发器 和冷凝器—称之为设计性计算； 对于已有的两级制冷机可根据它的qvhG、qvhD数值，计算出它的实际制 冷量Qo
两级压缩氨制冷机在冷库制冷装置中的实际系统图
4. 2.2 一级节流、中间不完全冷却的两级压缩循环
高压压缩机的吸气状态参数点4 的比焓可由两部分蒸气混合 过程的热平衡关系式求得。
两级压缩SD2-4F10A氟里昂制冷机在制冷装置中 实际系统图
4.3 两级压缩制冷机的热力计算 和温度变动时的特性
4. 3. 1两级压缩制冷机的热力计算
*两级压缩制冷机应使用R717、R22、R290等中温制冷剂，为的是 低温下系统中蒸发压力不会太低、常温下冷凝压力又不会且易于液化。 *对采用回热有利的制冷剂—R22、R290等应选用一级节流中间不完 全冷却循环方式； *对采用回热不利的制冷剂—R717等应选用一级节流中间完全冷却 循环方式。 *两级压缩制冷的热力计算方法与单级压缩制冷的热力计算方法基 本一样。
4. 3. 2 两级压缩制冷机中间压力的确定
1.校核计算：
高、低压级压缩机已定，通过热力计算去确定中间压力。 按一定间隔选择若干个中间温度，按所选温度分别进行循环的 热力计算，求出不同中间温度下的理论输气量的比值，与给定的高、 低压压缩机的理论输气量比值进行比较，用试凑法来确定中间压力。
制冷原理与设备(第4章两级压缩制冷循环)
qmg
(h2
h3) (h5 h3
h7 ) (h3 h6
h6 )
qmd
h2 h3
h7 h6
qmd
中冷器热平衡方程
因为 h5=h6 h7=h8
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
高压级吸入的质量流量：
qmg
(h3
h2 h7 h6 )(h1
h7 )
Q0
3）系统的总耗功率
Pth = Pthd
4.2.1一级节流、中间完全冷却的双级压缩制冷循环
1、流程和特点 （多了压缩机，节流阀和中间冷却器）
1）由冷凝器流出的液体分为两路：
a.经膨胀阀1节流至Pm进入中冷器， 利用它的吸热来冷却低压级排气 和盘管中高压液体。蒸发了的蒸 汽同低压压缩机排气一起进入高 压级；
b.液体在中冷器盘管中被冷 却后，经膨胀阀2节流到P0， 在蒸发器中蒸发制冷。
2）.制冷剂To↓Po↓，如R12 to=-67℃, Po=0.149bar 空气易渗入 系统，破坏循环正常运行。
3）Po↓V1↑qv↓，势必要求压缩机体积流量很大。
2、.使用条件
4）对制冷循环压力比的限制 5）受活塞式压缩机阀门结构特性的 限制
－60~－80℃ －80~－100℃ －100～－130℃
度和蒸发温度，单位均为℃。
– 上式不只适用于氨，在－40～40℃温度范围 内，对于R12也能得到满意的结果。
制冷原理及设备
4 双级压缩和复叠式制冷循环
• 4.3.3 温度变动时制冷机特性
• 双级蒸气压缩式制冷循环的比较分析
– （1）中间不完全冷却循环的制冷系数要比中间完全冷却循环 的制冷系数小
– （2）在相同的冷却条件下，一级节流循环要比二级节流循环 的制冷系数小 • 1）一级节流可依靠高压制冷剂本身的压力供液到较远的 用冷场所，适用于大型制冷装置。 • 2）盘管中的高压制冷剂液体不与中间冷却器中的制冷剂 相接触，减少了润滑油进入蒸发器的机会，可提高热交换 设备的换热效果。 • 3）蒸发器和中间冷却器分别供液，便于操作控制，有利 于制冷系统的安全运行
两级压缩以及复叠式制冷原理
一级节流中间不完全冷却循环
4
冷凝器
中间 冷却器
膨胀阀 5'
4' 膨胀阀
5
1
蒸发器
T 3
高压 Tk
压缩机
2'
T0
2
低压 压缩机
k
4
4' 5'
6
5
3' wc
q0
pk 3
pk' 2 2' p0
1
S
Pm = Pk P0
图7示出的SD2-4F10A型两级压缩氟里昂制冷机系统
就是按图4-4a所示的一级节流中间不完全冷却循环所
《制冷原理与技术》讲义
第七讲 两级压缩及复 叠式制冷原理
陈江平 上海交通大学制冷研究所
1、采用两级压缩的原因
单级压缩压缩比为10时最低蒸发温度
制冷剂
冷凝 温度 （°C）
30
35
40
45
50
R717 -30.5 -27.3 -24.4
R12
-37.2 -34.2 -31.5
R22
-36.8 -33.8 -31.1 -28.3 -25.4
图7 SD2-4F10A两级压缩氟里昂制冷系统图 A－低压压缩机；B－高压压缩机；C１、C２－油分离器；D－冷凝器；E－过滤干燥器；F－中间冷却器；
G－蒸发器；H－气液分离器；I１、I２－热力膨胀机；J１、J２－电磁阀
3、两级压缩的热力计算
两级压缩制冷机进行循环的热力计算时，首先要对制冷工质及循环型式加 以选择，然后 确定循环的工作参数，按上节所述方法进行具体的计算。 两级压缩制冷机应使用中温制冷剂，这是因为受到在低温时系统中蒸发压力不能太低 ，在常温下冷凝压力又不允许过高及应能够液化的限制。通常应用较为广泛的是R717、 R22、R290等。 中间冷却的方式是与选用的制冷剂的种类密切相关的。对采用回热有利的制冷剂如 R290等采用中间不完全冷却循环型式，同样可使循环的制冷系数有所提高。但为了降低高 压级的排气温度，也可选用中间完全冷却的循环型式。对采用回热循环不利的制冷剂如氨 等，则应采用中间完全冷却的循环型式。 对于蒸发温度较低的两级压缩循环，通常都增加回热器，其目的并不在于提高制冷系 数，而是为了提高低压级压缩机的吸气温度，改善压缩机的工作条件。 两级压缩循环工作参数的确定与单级压缩循环是相似的，即根据环境介质的温度和被 冷却物体要求的温度，考虑选取一定的传热温差，即可确定循环的冷凝温度和蒸发温度。 至于中间温度（或中间压力）如何确定是两级压缩循环的特有问题，中间压力选择是否恰 当，不仅影响到经济性，而且对压缩机的安全运行也有直接关系。
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4)采用多级压缩制冷循环，可提高制冷循环 中的节流效应，减少节流损失，提高制冷效 率。
5)采用多级压缩循环，对于离心式制冷机来 说，可以节省能源，降低离心机工作转速。 简化离心机的结构及减少离心机产生喘振的 机会。
从热力学上分析，定温压缩过程是最佳压缩的热 力过程，耗功最少。并且从理论上讲，当带有中 间冷却的多级压缩级数越多，越接近等温压缩过 程，省功越多，制冷系数也就越大。如有中间冷 却的无穷多级压缩，则整个压缩过程就越接近等 温过程，这在实际工程中是做不到的。在实际工 程中不采用过多的压缩级数，因级数过多，使系 统复杂，设备费用增加，技术复杂性提高。在应 用中温中压制冷剂时，活塞式制冷压缩机的三级 压缩制冷循环所达到的蒸发器温度范围与两级压 缩循环相差不大，所以现代活塞式制冷机常采用 两级压缩制冷循环。
3.压缩比过大带来的问题
⑴压缩机压缩比过大， 会使得螺杆式压缩机的 输气系数下降，使得压 缩机输气量减少，制冷 量下降。压缩比越大， 这种影响就越大，当压 缩比达到20的时候，压 缩机几乎不能吸气，从 而失去制冷能力。
⑵压缩机压缩比过大，会使得压缩机的压缩 过程偏离等熵过程，使得压缩机功耗增加， 效率下降，降低了系统的制冷系数。
双级压缩和复叠式制 冷
一、采用双级压缩的必要性
1.单级压缩循环的局限性。 单极蒸汽压缩式制冷循环，冷凝温度都差不
多，虽然可能采用不同的制冷剂，但是所能够获 得的最低制冷温度一般只有 -20~-30℃，最低不超过-40℃。这主要是由于压缩 机压缩比不能过大的原因造成的。 2.关于压缩比
压缩机的压缩比等于冷凝压力pk与蒸发压力p0 的比值，当冷凝温度固定的时候，压缩比就取决 于蒸发温度，蒸发温度越低，蒸发压力就越小， 压缩比就越大。
④二级节流中间完全冷却的双级压 缩制冷循环
⑤二级节流中间不完全冷却的双级 压缩制冷循环
⑥氨泵供液的双级压缩制冷循环
注意低压循环桶部分的工质状态变化。
四、不同形式的双级压缩循环比较
对于5种典型的双级压缩制冷循环进行分析，从热 力学角度看，当蒸发温度、冷凝温度、中间温度 都相等的条件下，彼此存在一定的差异，主要表 现在：
⑶压力比的增大将导致压缩机排气温度升高， 汽缸壁的温度随之升高。这一方面会使吸 入的制冷剂蒸气温度升高，比体积增大， 减少了压缩机吸气量；另一方面排气温度 和汽缸温度过高，会使得润滑油变稀甚至 部分碳化，导致压缩机润滑状况恶化，严 重影响压缩机正常运行。
由于以上原因，单级压缩机压缩比不宜过大。 一般使用氨作为制冷剂的活塞式压缩机压缩 比最大为8，使用氟利昂作为制冷剂的螺杆 式压缩机压缩比最大不能超过10，而使用离 心式压缩机时，压缩比最大不能超过4。这 样的话，在冷凝温度跟环境温度差不多的情 况下，单级压缩机可以达到的蒸发温度通常 为-20℃~-30℃，最多不超过-40℃.主要的原 因是考虑多方面因素，其中最关键的因素是 系统压缩过程不是绝热过程，当压缩比过大 的情况下，势必出现压力值变大现象，而这 个时候温度也会突生，在温度高的状态下， 对压缩机的冷冻油以及冷媒有分解，炭化的 问题，所以为了保证系统安全与可靠，系统 运行过程中的压缩比不能超过10.
2)每一级的压力比降低，可以提高制冷压缩 机的指示效率，减少实际压缩过程中的不 可逆损失。在有中间冷却的多级压缩中， 可节省循环耗功；降低每一级的排气温度， 保证制冷系统的高效安全运行，如图
3)降低了每一级的压力比，同样也降低了每 级制冷压缩机的压力差，使得制冷机运行的 平衡性增高，机械摩擦损失减少。在设计时， 可简化制冷机结构，降低生产成本。
另外，特别需要指出的是，多级压缩系统
中每一级都采用同种制冷剂。除了离心式 压缩机以外，双级压缩制冷循环只能采用 中温中压制冷剂，受制冷剂凝固点温度限 制，双级压缩制冷循环所能够达到的最低 制冷温度，氨机约为-60℃，氟机约为-80℃.
三、各种形式的双级压缩制冷循环
双级蒸气压缩式制冷循环的基本类型 双级蒸气 压缩式制冷循环由于它们所用节流级数及中间冷 却方式的不同，有不同的循环形式。节流级数分 为一级节流和二级节流；中间冷却方式分为中间 完全冷却，中间不完全冷却和中间不冷却三种。 经过组合，常见双级压缩循环有下面5种：
二、多级压缩的特点
采用多级蒸气压缩制冷循环，能够避免或减 少单级蒸气压缩制冷循环中由于压力比过大所引 起的一系列不利的因素，从而改善制冷压缩机的 工作条件。
1)采用多级压缩制冷循环，可使每一级的压力比 降低，减少活塞式制冷压缩机的余隙容积影响， 减少制冷剂蒸气与气缸壁之间的热交换，减少制 冷剂在压缩过程中的内部泄漏损失等，提高制冷 压缩机的输气系数，提高实际输气量，在其他条 件不变的情况下，增加流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环
③一级节流中间不冷却的双级压缩制冷循环
④二级节流中间完全冷却的双级压缩制冷循环
⑤二级节流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环
①一级节流中间完全冷却的双级压 缩制冷循环
有关该循环的热力计算，请同学们自行推 导一下。有关循环的T-S图也请同学们自己 画一下。
②一级节流中间不完全冷却的双级 压缩制冷循环
注意该循环和第一种循环的不同点。自行 画出T-S图。
③一级节流中间不冷却的双级压缩 制冷循环，
在冷藏运输以及某些特定的生产工艺制冷工段的制冷装 置中，既要达到低温又要简化制冷系统，这时常采用一次 节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环(右图)。这种循环 和前面所述的两级压缩比较，取消了中间却冷却器，因而 系统进一步简化，但这种循环方式不省功，也不能提高循 环的制冷量和制冷系数。
在实际循环中是其有利的一面，因为在这种特定条 件下，采用一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷 循环，可以降低每一级的压力比，改善每一级制冷 压缩机的工作性能，提高了制冷压缩机的输气系数、 指示效率，相应提高循环的实际输气量，降低轴功 率，并且一定程度上提高了制冷量和制冷系数。一 次节流中间完全不冷却两级压缩制冷理论循环压焓 图和温熵图见下图
5)采用多级压缩循环，对于离心式制冷机来 说，可以节省能源，降低离心机工作转速。 简化离心机的结构及减少离心机产生喘振的 机会。
从热力学上分析，定温压缩过程是最佳压缩的热 力过程，耗功最少。并且从理论上讲，当带有中 间冷却的多级压缩级数越多，越接近等温压缩过 程，省功越多，制冷系数也就越大。如有中间冷 却的无穷多级压缩，则整个压缩过程就越接近等 温过程，这在实际工程中是做不到的。在实际工 程中不采用过多的压缩级数，因级数过多，使系 统复杂，设备费用增加，技术复杂性提高。在应 用中温中压制冷剂时，活塞式制冷压缩机的三级 压缩制冷循环所达到的蒸发器温度范围与两级压 缩循环相差不大，所以现代活塞式制冷机常采用 两级压缩制冷循环。
3.压缩比过大带来的问题
⑴压缩机压缩比过大， 会使得螺杆式压缩机的 输气系数下降，使得压 缩机输气量减少，制冷 量下降。压缩比越大， 这种影响就越大，当压 缩比达到20的时候，压 缩机几乎不能吸气，从 而失去制冷能力。
⑵压缩机压缩比过大，会使得压缩机的压缩 过程偏离等熵过程，使得压缩机功耗增加， 效率下降，降低了系统的制冷系数。
双级压缩和复叠式制 冷
一、采用双级压缩的必要性
1.单级压缩循环的局限性。 单极蒸汽压缩式制冷循环，冷凝温度都差不
多，虽然可能采用不同的制冷剂，但是所能够获 得的最低制冷温度一般只有 -20~-30℃，最低不超过-40℃。这主要是由于压缩 机压缩比不能过大的原因造成的。 2.关于压缩比
压缩机的压缩比等于冷凝压力pk与蒸发压力p0 的比值，当冷凝温度固定的时候，压缩比就取决 于蒸发温度，蒸发温度越低，蒸发压力就越小， 压缩比就越大。
④二级节流中间完全冷却的双级压 缩制冷循环
⑤二级节流中间不完全冷却的双级 压缩制冷循环
⑥氨泵供液的双级压缩制冷循环
注意低压循环桶部分的工质状态变化。
四、不同形式的双级压缩循环比较
对于5种典型的双级压缩制冷循环进行分析，从热 力学角度看，当蒸发温度、冷凝温度、中间温度 都相等的条件下，彼此存在一定的差异，主要表 现在：
⑶压力比的增大将导致压缩机排气温度升高， 汽缸壁的温度随之升高。这一方面会使吸 入的制冷剂蒸气温度升高，比体积增大， 减少了压缩机吸气量；另一方面排气温度 和汽缸温度过高，会使得润滑油变稀甚至 部分碳化，导致压缩机润滑状况恶化，严 重影响压缩机正常运行。
由于以上原因，单级压缩机压缩比不宜过大。 一般使用氨作为制冷剂的活塞式压缩机压缩 比最大为8，使用氟利昂作为制冷剂的螺杆 式压缩机压缩比最大不能超过10，而使用离 心式压缩机时，压缩比最大不能超过4。这 样的话，在冷凝温度跟环境温度差不多的情 况下，单级压缩机可以达到的蒸发温度通常 为-20℃~-30℃，最多不超过-40℃.主要的原 因是考虑多方面因素，其中最关键的因素是 系统压缩过程不是绝热过程，当压缩比过大 的情况下，势必出现压力值变大现象，而这 个时候温度也会突生，在温度高的状态下， 对压缩机的冷冻油以及冷媒有分解，炭化的 问题，所以为了保证系统安全与可靠，系统 运行过程中的压缩比不能超过10.
2)每一级的压力比降低，可以提高制冷压缩 机的指示效率，减少实际压缩过程中的不 可逆损失。在有中间冷却的多级压缩中， 可节省循环耗功；降低每一级的排气温度， 保证制冷系统的高效安全运行，如图
3)降低了每一级的压力比，同样也降低了每 级制冷压缩机的压力差，使得制冷机运行的 平衡性增高，机械摩擦损失减少。在设计时， 可简化制冷机结构，降低生产成本。
另外，特别需要指出的是，多级压缩系统
中每一级都采用同种制冷剂。除了离心式 压缩机以外，双级压缩制冷循环只能采用 中温中压制冷剂，受制冷剂凝固点温度限 制，双级压缩制冷循环所能够达到的最低 制冷温度，氨机约为-60℃，氟机约为-80℃.
三、各种形式的双级压缩制冷循环
双级蒸气压缩式制冷循环的基本类型 双级蒸气 压缩式制冷循环由于它们所用节流级数及中间冷 却方式的不同，有不同的循环形式。节流级数分 为一级节流和二级节流；中间冷却方式分为中间 完全冷却，中间不完全冷却和中间不冷却三种。 经过组合，常见双级压缩循环有下面5种：
二、多级压缩的特点
采用多级蒸气压缩制冷循环，能够避免或减 少单级蒸气压缩制冷循环中由于压力比过大所引 起的一系列不利的因素，从而改善制冷压缩机的 工作条件。
1)采用多级压缩制冷循环，可使每一级的压力比 降低，减少活塞式制冷压缩机的余隙容积影响， 减少制冷剂蒸气与气缸壁之间的热交换，减少制 冷剂在压缩过程中的内部泄漏损失等，提高制冷 压缩机的输气系数，提高实际输气量，在其他条 件不变的情况下，增加流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环
③一级节流中间不冷却的双级压缩制冷循环
④二级节流中间完全冷却的双级压缩制冷循环
⑤二级节流中间不完全冷却的双级压缩制冷循环
①一级节流中间完全冷却的双级压 缩制冷循环
有关该循环的热力计算，请同学们自行推 导一下。有关循环的T-S图也请同学们自己 画一下。
②一级节流中间不完全冷却的双级 压缩制冷循环
注意该循环和第一种循环的不同点。自行 画出T-S图。
③一级节流中间不冷却的双级压缩 制冷循环，
在冷藏运输以及某些特定的生产工艺制冷工段的制冷装 置中，既要达到低温又要简化制冷系统，这时常采用一次 节流中间完全不冷却两级压缩制冷循环(右图)。这种循环 和前面所述的两级压缩比较，取消了中间却冷却器，因而 系统进一步简化，但这种循环方式不省功，也不能提高循 环的制冷量和制冷系数。
在实际循环中是其有利的一面，因为在这种特定条 件下，采用一次节流中间完全不冷却两级压缩制冷 循环，可以降低每一级的压力比，改善每一级制冷 压缩机的工作性能，提高了制冷压缩机的输气系数、 指示效率，相应提高循环的实际输气量，降低轴功 率，并且一定程度上提高了制冷量和制冷系数。一 次节流中间完全不冷却两级压缩制冷理论循环压焓 图和温熵图见下图