制冷技术 多极压缩制冷循环.ppt

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1、制冷技术制冷技术 多极压缩制冷循环多极压缩制冷循环制冷技术制冷技术 主要内容主要内容采用多极压缩制冷的原因采用多极压缩制冷的原因1各种双级压缩制冷的工作原理各种双级压缩制冷的工作原理2双级压缩制冷循环的选用双级压缩制冷循环的选用3双级压缩制冷的实例双级压缩制冷的实例4复叠式制冷循环复叠式制冷循环56制冷技术制冷技术 采用多级蒸气压缩式制冷循环的原因采用多级蒸气压缩式制冷循环的原因v 单级蒸气压缩式制冷循环的局限性局限性 1实际吸气容积减少，制冷量降低，节流损失增加，制冷系数下降。 2压缩机的排气温度上升。 3压缩机运行时的压力比增大，容积效率下降。v 采用多级蒸气压缩制冷循环的必要性必要性 （

2、1）降低压缩机的排气温度。 （2）降低压力比。 （3）减少节流损失 。制冷技术制冷技术 单级压缩条件： 1.氨制冷系统：氨制冷系统：p pk k/p/p0 088； 最低蒸发温度最低蒸发温度-25-25；2.2.氟利昂制冷系统：氟利昂制冷系统：p pk k/p/p0 01010； 最低蒸发温度最低蒸发温度-37-37 制冷技术制冷技术 双级压缩工作原理压缩过程分两阶段进行压缩过程分两阶段进行: : 低压级压缩低压级压缩 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.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PoPo）先进入低压级压缩

3、机，）先进入低压级压缩机，在其中压缩到中间压力在其中压缩到中间压力PmPm 2.2.经过经过中间冷却中间冷却器冷却（分为两种情况中间完全冷却为饱和蒸器冷却（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）气和中间不完全冷却为过热蒸气） 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PkPk，排入冷凝器中，排入冷凝器中 制冷技术制冷技术 四、双级压缩类型单机单机双级：一台压缩机双级：一台压缩机,气缸一部分为高压级气缸一部分为高压级,一部分为低压级。一部分为低压级。双机双机双级：两台压缩机，分别为高压级和低压级。双级：两台压缩机，分别为高压级和低

4、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。二级节流：一级节流至中间压力，二级节流至蒸发压力。二级节流：一级节流至中间压力，二级节流至蒸发压力。中间完全冷却中间完全冷却：将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。：将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。中间不完全冷却中间不完全冷却：未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。：未将排气冷却到中间压力下的饱和蒸气。 1 12 23 34 45 56 67 78 8低低压压级级高高压压级级制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环 1.1.一级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环一

5、级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环 2.2.一级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环一级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环 3. 3.两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环两级节流、中间完全冷却的两级压缩制冷循环 4. 4.两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环两级节流、中间不完全冷却的两级压缩制冷循环 5.5.两级节流、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 双级蒸气压缩式制冷循环基本类型双级蒸气压缩式制冷循环基本类型制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环 一级节流中间完全冷却循环制冷技术制冷技术 中间冷却器的结构

6、中间冷却器的结构制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环 一级节流中间不完全冷却循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v一级节流中间不冷却循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v二级节流中间完全冷却循环 制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v 二级节流中间完全冷却循环 制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v 二级节流中间不完全冷却循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v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

7、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 制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v制冷剂与循环形式的选择 双级压缩制冷循环通常应使用中温制冷剂。目前广泛使用的制冷剂是R717、R22和R502。 R717常采用一级节流中间完全冷却形式。 R22、R502常采用一级节流中间不完全冷却形式。 对采用回热循环有利的R12、R502等制冷剂，就采用中间不完全冷却的循

8、环形式； 对采用回热循环形式不利的制冷剂（如R717），则应采用中间完全冷却的循环形式。制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环v氨泵供液的一级节流中间完全冷却制冷循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环高压压缩机高压压缩机氨油分离器氨油分离器单向阀（当机器一旦突然单向阀（当机器一旦突然停车时防止高压蒸气倒流入压缩机中）停车时防止高压蒸气倒流入压缩机中） 冷凝器冷凝器贮液器（保证根据蒸发器热负荷的需要供给足够的液氨以贮液器（保证根据蒸发器热负荷的需要供给足够的液氨以及减少向系统内补充液氨的次数。及减少向系统内补充液氨的次数。)中间冷却器用浮子调节阀供

9、液，以便自动控制中间冷却器中间冷却器用浮子调节阀供液，以便自动控制中间冷却器中的液位。中的液位。用来制冷的氨液是经过调节站分配给各个库房中的蒸发器，用来制冷的氨液是经过调节站分配给各个库房中的蒸发器，在调节站管路上一般都装有节流阀。在调节站管路上一般都装有节流阀。气液分离器气液分离器(一个气液分离器可以与几个蒸发器相连，这样一个气液分离器可以与几个蒸发器相连，这样它还起着分配液体和汇集蒸气的作用。它还起着分配液体和汇集蒸气的作用。)制冷技术制冷技术 六、双级压缩热力学计算3.3.中间压力：中间压力：适宜的中间压力可获得最佳的运行经济性。适宜的中间压力可获得最佳的运行经济性。(1)(1)比例中项

10、法：比例中项法： R717：0.951 R22：0.90.95(2)(2)拉塞经验公式法拉塞经验公式法 ： tm= 0.4tk+ 0.6t0+ 3（在4040内，适用于氨、R40、R12）图解法 (3)(3)容积比插入法容积比插入法：压缩机选好，高低压级的容积比确定，用此法确定Pm komppp制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环的热力计算v图解法 根据确定的蒸发压力p0和冷凝压力pk， 在pm（tm）值的上下，按一定间隔选取若干个中间温度tm值。 根据给定的工况和选取的各个中间温度tm分别画出双级缩循环的lgp-h图，确定循环的各状态点的参数，计算出相应的制冷系数。 绘制=f（tm）曲线

11、，找到制冷系数最大值max，由该点对应的中间温度tm 制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环的热力计算v循环工作参数的确定 1.容积比的选择dgdgmdmgvtdvtgvvqqqqqvtg高压级理论输气量（高压级理论输气量（m3/s）；）；qvtd低压级理论输气量（低压级理论输气量（m3/s）；）；qmg高压级制冷剂的质量流量（高压级制冷剂的质量流量（kg/s）；）；qmd低压级制冷剂的质量流量（低压级制冷剂的质量流量（kg/s）；）；vg高压级吸气比体积（高压级吸气比体积（m3/kg）；）；vd低压级吸气比体积（低压级吸气比体积（m3/kg）；）； g高压级输气系数；高压级输气系数； d低

12、压级输气系数低压级输气系数 制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环的热力计算 根据我国冷藏库的生产实践，当蒸发温度t0=-28-40范围内时，容积比的值通常取0.330.5之间，即qvtg:qvtd=1:31:2。在长江以南地区宜取大些。 合理的容积比的选择还应结合考虑其他经济指标。配组双级压缩机的容积比可以有较大的选择余地。如果采用单机双级压缩机，则它的容积比是既定的，容积比的值通常只有0.33和0.5两种。制冷技术制冷技术 1. 一级节流中间完全冷却一级节流中间完全冷却氨系统氨系统 工作原理工作原理 压焓图压焓图1）单位质量制冷量：）单位质量制冷量： q0h1h8 kJ/kg2）单位容积

13、制冷量：）单位容积制冷量： qvq0 / v1 kJ/ m33）单位冷凝热负荷：）单位冷凝热负荷： qkh4h5 kJ/kg4）低压级单位理论压缩功：）低压级单位理论压缩功： w0dh2h1 kJ/kg5）高压级单位理论压缩功：）高压级单位理论压缩功： w0gh4h3 kJ/kg6）低压级制冷剂的质量流量：）低压级制冷剂的质量流量： MRdQ0 / q0 kg/s7）高压级制冷剂的质量流量：）高压级制冷剂的质量流量： 8）制冷系数：）制冷系数： 六、双级压缩热力学计算 5372RdRghhhhMM34Rg12Rd81RdogodOohhMhhMhhMPPQ3、7 出出2、5、6 进进焓焓状态点

14、状态点)M-(MhMhMhRdRg6Rd5Rd2Rd7Rg3MhMh制冷技术制冷技术 六、双级压缩热力学计算2. 一级节流中间不完全冷却一级节流中间不完全冷却氟利昂系统氟利昂系统 工作原理工作原理 压焓图压焓图1）单位质量制冷量：）单位质量制冷量： q0h1h8 kJ/kg2）单位容积制冷量：）单位容积制冷量： qvq0 / v1 kJ/ m33）单位冷凝热负荷：）单位冷凝热负荷： qkh4h5 kJ/kg4）低压级单位理论压缩功：）低压级单位理论压缩功： w0dh2h1 kJ/kg5）高压级单位理论压缩功：）高压级单位理论压缩功： w0gh4h3 kJ/kg6）低压级制冷剂的质量流量：）低压

15、级制冷剂的质量流量： MRdQ0 / q0 kg/s7）高压级制冷剂的质量流量：）高压级制冷剂的质量流量： 8）制冷系数：）制冷系数： 5373RdRghhhhMM34Rg12Rd81RdogodOohhMhhMhhMPPQRd7RdRg3RdRg6Rd5Mh)M-(Mh)M-(MhMh制冷技术制冷技术 1、结构：、结构：1）氨用中冷器）氨用中冷器 2）氟利昂用中冷器）氟利昂用中冷器2、连接、连接七、中间冷却器制冷技术制冷技术 3 3、作用、作用：1 1）降低低压级压缩机排出的气体温度，以避免高压级过高的排气温度；）降低低压级压缩机排出的气体温度，以避免高压级过高的排气温度；2 2）使高压液体

16、在节流前得到过冷，以提高系统制冷能力，减少节流过程产生的闪）使高压液体在节流前得到过冷，以提高系统制冷能力，减少节流过程产生的闪发气体；发气体；3 3）起到油分离器的作用，它可将由低压级压缩机带出的润滑油，通过改变流动方）起到油分离器的作用，它可将由低压级压缩机带出的润滑油，通过改变流动方向、降低流速、洗涤和降温作用分离出来，并由放油管排出。向、降低流速、洗涤和降温作用分离出来，并由放油管排出。4 4、设计、设计：1 1）中间冷却器直径）中间冷却器直径 取取= 0.5 m/s 2 2）中间冷却器蛇形盘管冷却面积）中间冷却器蛇形盘管冷却面积 5 5、型号型号：七、中间冷却器ghgghgV0188

17、. 03600V4dmzjtKQA制冷技术制冷技术 多级压缩制冷循环多级压缩制冷循环闪发蒸气分离器闪发蒸气分离器空调用离心式或螺杆式冷水机组常用空调用离心式或螺杆式冷水机组常用制冷技术制冷技术 闪发蒸气分离器闪发蒸气分离器多级压缩制冷循环多级压缩制冷循环制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环的运行特性分析1. 变工况特性 （1）蒸发温度的变化对中间压力的影响： 制冷技术制冷技术 双级蒸气压缩式制冷循环的运行特性分析v两级压缩制冷机的工况变动时的一些特性： 随着t0的升高，压力pc和pm都有不断升高，但pm升高得快； 随着t0的升高，压力比H和L都不断下降，但H下降快； 随着t0的升高，压力差

18、（pc-pm）减小，（pm-pe）先逐渐增大而后逐渐减小。制冷技术制冷技术 复叠式制冷循环复叠式制冷循环v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。 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 制冷技术制冷技术 复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统复叠式制冷机通常由两个单独的制冷系统组成组成，分别称，分别称为高温级及低温级部分。为高温级及低温级部分。 高温部分使用高温部分使用中温制冷剂中温制冷剂，低温部分使用，低温部分使用低温制冷剂低温制冷剂。 高温部分高温部分系统中制冷剂的蒸

19、发是用来使低温部分系统中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，用一个制冷剂冷凝，用一个冷凝蒸发器冷凝蒸发器将两部分联系起来，它将两部分联系起来，它既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。既是高温部分的蒸发器，又是低温部分的冷凝器。 低温部分低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸取热量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（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（水或空后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。气）。复叠式制冷循环复叠式制冷循环制冷技术制冷技术 制冷技术制冷

20、技术 v 复叠式制冷循环中复叠式制冷循环中中间温度的确定中间温度的确定应根据应根据制冷系数最大制冷系数最大或各个或各个压缩机压力比大致相等压缩机压力比大致相等的原则。的原则。v 前者对前者对能量利用最经济能量利用最经济，后者对压缩机气缸工作，后者对压缩机气缸工作容积的容积的利用率较高利用率较高（即输气系数较大）。（即输气系数较大）。v 由于中间温度在一定范围内变动时对制泠系数影响并不由于中间温度在一定范围内变动时对制泠系数影响并不大，故按大，故按各级压力比大致相等各级压力比大致相等的原则来确定中间温度似的原则来确定中间温度似乎更为合理。乎更为合理。复叠式制冷循环复叠式制冷循环制冷技术制冷技术 复叠式制冷循环复叠式制冷循环制冷技术制冷技术 复叠式制冷循环复叠式制冷循环制冷技术制冷技术 v复叠式制冷循环应用中的一些问题 1停机后低温制冷剂的处理 2. 系统的起动 3温度范围的调节 复叠式制冷循环复叠式制冷循环制冷技术制冷技术 1. 为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冷却相比又有什么特点？思考题思考题