复叠式制冷循环
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2.4双级压缩和复叠式制冷解析
②一级节流中间不完全冷却的双级 压缩制冷循环
留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，既要到达低温又要简化制冷系统，这时常承受一次 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。
⑶压力比的增大将导致压缩机排气温度上升， 汽缸壁的温度随之上升。这一方面会使吸 入的制冷剂蒸气温度上升，比体积增大， 削减了压缩机吸气量；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 局部碳化，导致压缩机润滑状况恶化，严 峻影响压缩机正常运行。
由于以上缘由，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 状况下，单级压缩机可以到达的蒸发温度通 常为-20℃~-30℃，最多不超过-40℃.主要的 缘由是考虑多方面因素，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 大的状况下，势必消逝压力值变大现象，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牢靠，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，削减实际压缩过程中的不 行逆损失。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，机械摩擦损失削减。在设计时， 可简化制冷机构造，降低生产本钱。
制冷循环原理与装置-PPT文档资料
可将冷热端互换
体积和功率都可做得很小
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
半导体制冷的用途
方便的可逆操作
可做成家用冰箱，或小型低温冰箱 可制成低温医疗器具
可对仪器进行冷却
可做成零点仪
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
学习任务3、吸附式制冷循环
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
温差电现象
半导体材料内部结构的特点，决定 了它产生的温差电现象比其他金属要 显著得多，所以热电制冷都采用半导 体材料，亦称半导体制冷
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
当电偶通以直流电流时，P型半导体内
载流子(空穴)和N型半导体内载流子 (电子)在外电场作用下产生运动，并在 金属片与半导体接头处发生能量的传 递及转换。
a1—低温部分压缩机 a2—高温部分低压级压缩机 a3—高温部分高压级压缩机 b—冷凝器 c1、c2、c3—节流阀 d—蒸发器 d12 —冷凝-蒸发器 e1—低温部分气-液热交换器 e2—高温部分气-液热交换器 f—高温部分中间冷却器
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环组成的复叠式制冷循环lgp-h图
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
由两个单级系统组成的复叠式制冷机
a) 制冷循环系统
b) T-s图
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
由两个单级系统组成的复叠式制冷机模拟
制 冷 空 调 系 统 原 理 与 装 置
高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环的复叠式制冷循环系统原理图
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
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Байду номын сангаас
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- 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
采用复叠式制冷循环的原因
采用复叠式制冷循环的原因
1. 提高制冷效率：复叠式制冷循环可以将低温冷凝器中的冷气进一步冷却，使其温度更低，从而提高制冷系统的效率。
通过多个级别的冷凝器和蒸发器，冷凝温度不断下降，从而减少了对压缩机的功率需求，并提高了制冷系统的性能。
2. 扩大制冷范围：复叠式制冷循环可以扩大制冷系统的工作温度范围。
传统的单级制冷循环通常适用于较低的温度范围，而复叠式制冷循环可以通过多级蒸发器和冷凝器，在不同温度范围内工作，适用于更广泛的应用领域。
3. 降低系统压力：复叠式制冷循环通过将制冷循环中的压力降低到较低的水平，可以减少系统中的压力损失，提高了压缩机的效率，减少了能耗。
4. 提高系统稳定性：复叠式制冷循环的多级结构可以提高系统的稳定性。
通过将制冷系统分为多个级别，可以减小每个级别的温度和压力差异，减少了运行过程中的温度和压力波动，从而提高了系统的稳定性和可靠性。
5. 实现多种制冷要求：复叠式制冷循环可以根据不同的制冷需求进行灵活调节。
通过增加或减少冷凝器和蒸发器的级数，可以实现不同的制冷效果，满足不同的使用要求。
总的来说，采用复叠式制冷循环可以提高制冷系统的效率和性能，扩大制冷范围，减小能耗，提高系统的稳定性和可靠性，以及适应不同的制冷要求。
复叠式制冷循环原理
3.4 复叠式制冷循环
3.4.3 复叠式制冷循环应用中的一些问题
1．停机后低温制冷什么单级压缩制冷压缩机的压力比一般不应超过810？ 2. 双级蒸气压缩式制冷循环的形式有哪些？ 3. 一级节流与二级节流相比有什么特点？中间不完全冷却与中间完全
3.4 复叠式制冷循环
3.4 复叠式制冷循环
3.4.2 复叠式制冷循环
3.4 复叠式制冷循环
复叠式制冷循环的组合型式与制冷温度和制冷剂种类的关系表
最低蒸发温度/℃ -80 -100
-120
制冷剂 R22-R23 R507-R23 R290-R23 R22-R23 R507-R23 R22-R1150 R507-R1150 R22-R1150 R507-R1150 R22-R23-R50 R507-R23-R50
冷却相比又有什么特点？ 4. 双级蒸气压缩式制冷系统制冷剂与循环形式如何选择？ 5. 双级蒸气压缩式制冷循环需要确定的主要工作参数有哪些？ 6. 如何确定最佳中间压力？ 7. 蒸发温度、冷凝温度以及容积比的变化对中间压力各有何影响？ 8. 什么是复叠式制冷循环？为什么要采用复叠式制冷循环？
3.4 复叠式制冷循环
复叠式制冷循环
定义
由两个（或数个）不同制冷剂工作的单级（也可 以是多级）制冷系统组合而成。
3.4.1 采用复叠式制冷循环的原因
1．受制冷剂凝固点的限制 2．对制冷循环压力比的限制 3．受活塞式压缩机阀门结构特性的限制
3.4 复叠式制冷循环
3.4.2 复叠式制冷循环
制冷循环形式 R22单级或双级压缩- R23单级压缩组合的复叠式循环 R507单级或双级压缩- R23单级压缩组合的复叠式循环 R290双级压缩- R23单级压缩组合的复叠式循环 R22双级压缩- R23单级或双级压缩组合的复叠式循环 R507双级压缩- R23单级或双级压缩组合的复叠式循环 R22双级压缩- R1150单级压缩组合的复叠式循环 R507双级压缩- R1150单级压缩组合的复叠式循环 R22双级压缩- R1150双级压缩组合的复叠式循环 R507双级压缩- R1150双级压缩组合的复叠式循环 R22单级压缩- R23单级压缩- R50单级压缩组合的复叠式循环 R507单级压缩- R23单级压缩- R50单级压缩组合的复叠式循 环
第四章 两级压缩和复叠制冷循环
1315 3397
R728
R729 R740 R732 R50
28.013
28.97 39.948 31.9988 16.04
-198.8
-194.3 -185.9 -182.9 -161.5
-210
－ -189.3 -218.8 -182.2
-146.9
-140.7 -122.3 -118.4 -82.5
-100℃
R22-R23 R507-R23 R22-R1150 R507-R1150
-120℃
R22-R1150 R507-R1150 R22-R23-R50 R507-R23-R50
高温部分 ,
低温部分
图2-10 由两个单级系统组成的复叠式制冷机 a) 制冷循环系统 b) T-s图
高温系统制冷剂的蒸发是用来冷凝低温部分系统的制冷剂,只有低温部分 的制冷剂在蒸发时被冷却物吸热
返回本章
结束
单级压缩蒸气制冷循环压比一般不超过8～10。在通常 的环境条件下，在允许压比范围的最大值时，常用 的中温制冷剂一般只能获得-20～-40℃的低温。 解决方法： 实行分级压缩，从而避免压比过大和排气温度过高带 来的危害，获得较低的蒸发温度。
Lg p 4 3 pk
2
v
2
s
2
p 0 5 0 1 h
187.39
96.95 131.39 18.0
47.57
47.8 87.2 100.0
-35
-50 -73 0
214.1
243.3 271.1 374.2
3437
5478 5016 22103
第二节 两级压缩制冷循环及热力计算
两级压缩制冷循环：
制冷剂气体从蒸发压力提高到冷凝压力的过程分 两个阶段：先经低压级压缩到中间压力，中间压力下 的气体经过冷却（即中间冷却）后再到高压级进一步 压缩到冷凝压力的制冷循环。
R728
R729 R740 R732 R50
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28.97 39.948 31.9988 16.04
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-194.3 -185.9 -182.9 -161.5
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-100℃
R22-R23 R507-R23 R22-R1150 R507-R1150
-120℃
R22-R1150 R507-R1150 R22-R23-R50 R507-R23-R50
高温部分 ,
低温部分
图2-10 由两个单级系统组成的复叠式制冷机 a) 制冷循环系统 b) T-s图
高温系统制冷剂的蒸发是用来冷凝低温部分系统的制冷剂,只有低温部分 的制冷剂在蒸发时被冷却物吸热
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结束
单级压缩蒸气制冷循环压比一般不超过8～10。在通常 的环境条件下，在允许压比范围的最大值时，常用 的中温制冷剂一般只能获得-20～-40℃的低温。 解决方法： 实行分级压缩，从而避免压比过大和排气温度过高带 来的危害，获得较低的蒸发温度。
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96.95 131.39 18.0
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214.1
243.3 271.1 374.2
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第二节 两级压缩制冷循环及热力计算
两级压缩制冷循环：
制冷剂气体从蒸发压力提高到冷凝压力的过程分 两个阶段：先经低压级压缩到中间压力，中间压力下 的气体经过冷却（即中间冷却）后再到高压级进一步 压缩到冷凝压力的制冷循环。
制冷原理与装置-两级压缩、复叠式课件
二、两级压缩一级节流中间完全冷却制冷循环
1、循环系统图
2、循环热力过程在T-S 图和 lgp-h 图上的表示:
1－2和3－4为低压级和高压级的压缩 机压缩过程。 2－3为低压级压缩机排气在中间冷 却器内的冷却过程。 4－5为高压级压缩机排气在冷凝器内 的冷却和冷凝过程。 5－7为中间冷却器节流阀的节流过程。 7－3为部分制冷剂液体在中间冷却器 内的蒸发过程。 点3为中间冷却器内的蒸气与低压级压 缩机排出的过热蒸气进行热交换后的 混合状态。 5－8为另一部分制冷剂液体在中间冷 却盘管内过冷的过程。 8－9为过冷液体的节流过程。 9－0为制冷剂液体在蒸发器内的蒸发过程。 0－1为制冷剂蒸气在低压级压缩机吸气管 中的过热过程。 中间冷却器盘管中高压液体过冷后的温度 一般应较中间冷却器温度高 3 ~ 5 C
2. 循环过程在lgp-h图上的表示： 该循环系统高温级制冷剂为 R22 ，低温级制冷剂为R13。 高温级和低温级工况分别为 tkg 35 C, t0 g 35 C 和 tkd 30 C t0d 85 C 。蒸发器工作的低温室 内得到的低温为 80 C 高温级制冷循环为 0 1 2 3 4 5 0 低温级制冷循环为0-1-2-3-4-5-0 ，冷凝蒸发器作为R13 冷凝和 R22 蒸发的热交换设备，传热 温差的选取范围为 5 ~ 10 C ，一般取 t 5 C 。高低温级分别设回 热器目的在于增大循环的单位制冷量和提高压缩机吸气温度，改善 压缩机的工作条件。低温级压缩机排气管设置套管式水冷却器，旨 在降低其排气温度，减少冷凝蒸发器中的冷凝热负荷（即减少高温 级循环的制冷量）。膨胀容器的设置，对保证低温级系统避免超压 和安全顺利的启动运行有重要意义。两部分分设的油分离器，可以 有效地防止润滑油进入热交换器，减小传热热阻。
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? 压力控制阀
? 电磁阀:
1. 作用：自动接通或切断制冷系统的供 液管路，广泛用于如冷藏箱、空调器等所 匹配的氟利昂制冷机中。
2. 位置：冷凝器与蒸发器间的管路上装 有，可控制液体管路的启闭。
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16
3、特点
低温系统
常温下低温制冷剂 的饱和压力非常 高，所以机组一停，需要提供一个 额外膨胀空间，让低温制冷剂 有地 方排泄，但当机组一运行，这部分 制冷剂必须参与循环，这就设计了 一个膨胀容器和电磁阀来进行控制
力一般均高于15Kpa 。例如乙烷，当蒸发温度为
-100℃时，其相应的蒸发压力为52Kpa ；但其冷 凝压力太高，当 tk=25 ℃时，其冷凝压力就高达 4.18Mpa，使机器显得十分笨重；而且当冷凝温 度 35 ℃时就已超过了它的临界温度（℃）,使乙 烷蒸气无法液化，循环的经济性大大恶化。
到目前为止，还难以找到一种制冷剂，它既满 足冷凝压力不太高、又满足蒸发压力不太低的要 求。
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6
制冷剂蒸发温度过低： 1、易导致压缩机和系统低压部分在高真空下
运行，增加空气渗入的可能性。 2、将导致压缩机吸气比容增大，输气系数减
小，需要采用更大尺寸的压缩机。
如 R13 的凝固温度为 -181 ℃，且在低 温条件下，饱和蒸汽压力仍然较高。但临 界温度低，为 28.8 ℃，不能用环境介质 （水、空气）来完成冷凝过程
为获得更低的蒸发温度
? 单级压缩转向多级压缩 ? 限制?
采用一种制冷剂循环将出现的问题： (1)．任何制冷剂，当蒸发温度降低时， 其蒸发器压力也必然
降低。 (2)．任何制冷剂，当蒸发温度降低时， 其比容就很大。 (3). 任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其冷凝压力就很高。
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3
为了获取更低温度，采用单一制冷剂的多 级压缩循环仍将受到蒸发压力过低、甚至 使制冷剂凝固的限制。
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1.双级压缩制冷的局限性：
1. 双级压缩制冷的制冷温度受制冷剂凝 固点的限制不能太低。
2. 双级压缩制冷受蒸发压力过低的限制。 3. 双级压缩受循环压力比的限制。
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2. 解决方法 ：采用低温制冷剂。 注意:低温制冷剂常常在常温下无法 冷凝成液体!
引课:制冷剂的一般分类
根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力 Pk和正 常蒸发温度 T0的高低，一般分为三大类： １.低压高温制冷剂 冷凝压力 Pk≤２～３ Kg/cm2（绝对）， T0 >０℃ 如Ｒ 11（CFCl3），其 T0＝23.7℃。这类制冷剂适用于 空调系统的离心式制冷压缩机中。通常３０℃时， Pk≤3.06Kg/cm2 。
?对于往复式制冷压缩机而言，气阀是依靠阀 片两侧气体的压力差自动启、闭来完成压缩 机的吸气、压缩、排气和膨胀过程的，当吸 气压力低于15Kpa 时，吸气阀片因压差过低
而往往无法开启，压缩机无法正常工作， 增 加压缩机级数也是无济于事的。
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们的蒸发压
例：
当蒸发温度为－80℃时，若采用氨作为制冷剂，它在 - 77.7℃时就已凝固，使循环遭到完全破坏。如果采用 R22作为制冷剂，此时它虽未凝固，但蒸发压力已低达 10Kpa，一方面增加了空气漏入系统的可能性，另一方 面导致压缩机吸气比容增大（此时蒸气比容为 1.76m3/kg）和输气系数的降低，从而使压缩机的气缸 尺寸增大，运行经济性下降。
采用低温制冷剂的制冷装置，虽
然能够制取很低的温度，但不能单独
工作，需要有另一台制冷装置与之联 合运行，为低温制冷剂循环的冷凝过 程提供冷源，降低冷凝温度和压力。 即为复叠式制冷。
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1、原因:
1) 凝固点
2) 压力比
3) 蒸发压力过低 ? 到目前为止，还难以找到一种制冷剂，
它既满足冷凝压力不太高、又满足蒸 发压力不太低的要求。
图1示出由两个单级压缩系统组成的最简单的复叠式制冷循环系统原 理图。循环工作过程可从图中清楚地看出。图 2示出了这一循环的压 －焓图。图中 1－2－3－4－5－1为低温部分循环。 6－7－8－9－10 －6为高温部分循环。冷凝蒸发器中的传热温差一般取 5~10℃。
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13
实际复叠机
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10
2、工作原理
定义:
复叠式蒸气压缩制冷循环是由两个或两 个以上的单级（也可以是多级）制冷循环 组成，而且在两个制冷系统中充加不同性 质的制冷剂。它既能满足在较低蒸发温度 时有合适的蒸发压力，又能满足在环境温 度条件下冷凝时具有适中的冷凝压力。
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11
D 冷凝蒸发器
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1
引课:制冷剂的一般分类
２.中压中温制冷剂 冷凝压力 Pk< 20Kg/cm2（绝对），０℃ < T0 >-60℃。 如Ｒ 717、Ｒ 12、Ｒ 22等，这类制冷剂一般用于普通单 级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷剂 冷凝压力 Pk≥20Kg/cm2（绝对）， T0≤－70℃。 如Ｒ 13（CF3Cl ）、Ｒ 14（ CF4）、二氧化碳、乙烷、乙 烯等，这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或 - ７０℃以下的低温装置中。
压缩机
冷凝蒸发器
回热器
组成
节流阀
蒸发器
膨胀容器
制冷剂
R13/R23
复叠式制冷机的启动问题 一般先启动高温部分，后启动低温部分 复叠式与多级循环的比较 体积小紧凑，工作压力范围适中，运行稳定，复杂
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4、热力计算
? 复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统组成，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。高温部分系统中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）。高温部分的制冷量基本等于低温部分的冷凝热负荷。
? 电磁阀:
1. 作用：自动接通或切断制冷系统的供 液管路，广泛用于如冷藏箱、空调器等所 匹配的氟利昂制冷机中。
2. 位置：冷凝器与蒸发器间的管路上装 有，可控制液体管路的启闭。
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3、特点
低温系统
常温下低温制冷剂 的饱和压力非常 高，所以机组一停，需要提供一个 额外膨胀空间，让低温制冷剂 有地 方排泄，但当机组一运行，这部分 制冷剂必须参与循环，这就设计了 一个膨胀容器和电磁阀来进行控制
力一般均高于15Kpa 。例如乙烷，当蒸发温度为
-100℃时，其相应的蒸发压力为52Kpa ；但其冷 凝压力太高，当 tk=25 ℃时，其冷凝压力就高达 4.18Mpa，使机器显得十分笨重；而且当冷凝温 度 35 ℃时就已超过了它的临界温度（℃）,使乙 烷蒸气无法液化，循环的经济性大大恶化。
到目前为止，还难以找到一种制冷剂，它既满 足冷凝压力不太高、又满足蒸发压力不太低的要 求。
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制冷剂蒸发温度过低： 1、易导致压缩机和系统低压部分在高真空下
运行，增加空气渗入的可能性。 2、将导致压缩机吸气比容增大，输气系数减
小，需要采用更大尺寸的压缩机。
如 R13 的凝固温度为 -181 ℃，且在低 温条件下，饱和蒸汽压力仍然较高。但临 界温度低，为 28.8 ℃，不能用环境介质 （水、空气）来完成冷凝过程
为获得更低的蒸发温度
? 单级压缩转向多级压缩 ? 限制?
采用一种制冷剂循环将出现的问题： (1)．任何制冷剂，当蒸发温度降低时， 其蒸发器压力也必然
降低。 (2)．任何制冷剂，当蒸发温度降低时， 其比容就很大。 (3). 任何制冷剂，当蒸发温度降低时，其冷凝压力就很高。
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为了获取更低温度，采用单一制冷剂的多 级压缩循环仍将受到蒸发压力过低、甚至 使制冷剂凝固的限制。
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1.双级压缩制冷的局限性：
1. 双级压缩制冷的制冷温度受制冷剂凝 固点的限制不能太低。
2. 双级压缩制冷受蒸发压力过低的限制。 3. 双级压缩受循环压力比的限制。
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2. 解决方法 ：采用低温制冷剂。 注意:低温制冷剂常常在常温下无法 冷凝成液体!
引课:制冷剂的一般分类
根据制冷剂常温下在冷凝器中冷凝时饱和压力 Pk和正 常蒸发温度 T0的高低，一般分为三大类： １.低压高温制冷剂 冷凝压力 Pk≤２～３ Kg/cm2（绝对）， T0 >０℃ 如Ｒ 11（CFCl3），其 T0＝23.7℃。这类制冷剂适用于 空调系统的离心式制冷压缩机中。通常３０℃时， Pk≤3.06Kg/cm2 。
?对于往复式制冷压缩机而言，气阀是依靠阀 片两侧气体的压力差自动启、闭来完成压缩 机的吸气、压缩、排气和膨胀过程的，当吸 气压力低于15Kpa 时，吸气阀片因压差过低
而往往无法开启，压缩机无法正常工作， 增 加压缩机级数也是无济于事的。
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们的蒸发压
例：
当蒸发温度为－80℃时，若采用氨作为制冷剂，它在 - 77.7℃时就已凝固，使循环遭到完全破坏。如果采用 R22作为制冷剂，此时它虽未凝固，但蒸发压力已低达 10Kpa，一方面增加了空气漏入系统的可能性，另一方 面导致压缩机吸气比容增大（此时蒸气比容为 1.76m3/kg）和输气系数的降低，从而使压缩机的气缸 尺寸增大，运行经济性下降。
采用低温制冷剂的制冷装置，虽
然能够制取很低的温度，但不能单独
工作，需要有另一台制冷装置与之联 合运行，为低温制冷剂循环的冷凝过 程提供冷源，降低冷凝温度和压力。 即为复叠式制冷。
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1、原因:
1) 凝固点
2) 压力比
3) 蒸发压力过低 ? 到目前为止，还难以找到一种制冷剂，
它既满足冷凝压力不太高、又满足蒸 发压力不太低的要求。
图1示出由两个单级压缩系统组成的最简单的复叠式制冷循环系统原 理图。循环工作过程可从图中清楚地看出。图 2示出了这一循环的压 －焓图。图中 1－2－3－4－5－1为低温部分循环。 6－7－8－9－10 －6为高温部分循环。冷凝蒸发器中的传热温差一般取 5~10℃。
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实际复叠机
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2、工作原理
定义:
复叠式蒸气压缩制冷循环是由两个或两 个以上的单级（也可以是多级）制冷循环 组成，而且在两个制冷系统中充加不同性 质的制冷剂。它既能满足在较低蒸发温度 时有合适的蒸发压力，又能满足在环境温 度条件下冷凝时具有适中的冷凝压力。
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D 冷凝蒸发器
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引课:制冷剂的一般分类
２.中压中温制冷剂 冷凝压力 Pk< 20Kg/cm2（绝对），０℃ < T0 >-60℃。 如Ｒ 717、Ｒ 12、Ｒ 22等，这类制冷剂一般用于普通单 级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。 ３.高压低温制冷剂 冷凝压力 Pk≥20Kg/cm2（绝对）， T0≤－70℃。 如Ｒ 13（CF3Cl ）、Ｒ 14（ CF4）、二氧化碳、乙烷、乙 烯等，这类制冷剂适用于复迭式制冷装置的低温部分或 - ７０℃以下的低温装置中。
压缩机
冷凝蒸发器
回热器
组成
节流阀
蒸发器
膨胀容器
制冷剂
R13/R23
复叠式制冷机的启动问题 一般先启动高温部分，后启动低温部分 复叠式与多级循环的比较 体积小紧凑，工作压力范围适中，运行稳定，复杂
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4、热力计算
? 复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统组成，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。高温部分系统中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）。高温部分的制冷量基本等于低温部分的冷凝热负荷。