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什么是雙級壓縮制冷循環?

制冷循環根據節流次數可分為單級壓縮循環,雙級以及多級。兩級壓縮制冷循環是指來自蒸發器的制冷劑蒸氣要經過低壓與高壓壓縮機兩次壓縮后,才進入冷凝器。并在兩次壓縮中間設置中間冷卻器。

壓縮式制冷示意圖

兩級壓縮制冷循環系統可以是由兩臺壓縮機組成的雙機。

(其中一臺為低壓級壓縮機,另一臺為高壓級壓縮機)兩級系統,也可以是由一臺壓縮機組成的單機兩級系統,其中一個或兩個汽缸作為高壓缸,其余幾個汽缸作為低壓缸,其高、低壓汽缸數量比一般為1:3或1:2 。

兩級壓縮系統的制冷循環過程

從高壓儲液桶出來的高壓液體分為三路:

一路去總調節站,供給溫度較高的系統。

另一路經節流膨脹后送到中間冷卻塔,以冷卻低壓級排出的過熱氨蒸汽和排管中的高壓液體。

最后一路進入中間冷卻塔的蛇形排管,在中間冷卻塔中被冷卻后節流,供給蒸發溫度較低的系統使用。氨油分離器是為了減少潤滑油在中間冷卻塔對蛇形排管的污染,以保持蛇形排管的傳熱系數于正常狀態。

兩級壓縮制冷循環分類

兩級壓縮制冷循環按中間冷卻方式可分為中間完全冷卻循環與中間不完全冷卻循環;

兩級壓縮制冷循環的中間冷卻方式與制冷劑的種類有關。

如在氨兩級制冷壓縮機中,一般都采用中間完全冷卻循環;而在氟利昂兩級制冷壓縮機中,大多采用中間不完全冷卻循環。這是因為氟利昂制冷劑的絕熱指數比氨小,對排氣溫度影響不大。

兩級壓縮制冷循環按節流方式又可分為一級節流循環和兩級節流循環,所謂中間完全冷卻是指將低壓級的排氣冷卻到中間壓力下的飽和蒸汽。

如果低壓級排氣雖經冷卻,但并未冷到飽和蒸汽狀態時,稱為中間不完全冷卻。如果將高壓液體先從冷凝壓力Pk節流到中間壓力Pm,然后再由Pm節流降壓至蒸發壓力Po,則稱為兩級節流循環。如果制冷劑液體由冷凝壓力Pk直接節流至蒸發壓力Po,則稱為一級節流循環。

關于兩級壓縮制冷循環的動態示意圖如下:

一級節流,中間完全冷卻的雙級壓縮制冷循環

制冷循環示意圖

工作過程

在蒸發器中產生的低壓低溫制冷劑蒸氣,被低壓壓縮機吸入并壓縮成中間壓力的過熱蒸氣,然后進入同一壓力的中間冷卻器,在中間冷器內被冷卻成干飽和蒸氣。

中壓干飽和蒸氣又被高壓壓縮機吸入并壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣,隨后進入冷凝器被冷凝成制冷劑液體。然后分成兩路,一路經膨脹閥F節流降壓后進入中間冷卻器,大部分液體從另一路進入中間冷卻器的盤管內過冷。

但由于存在傳熱溫差,故其在盤管內不可能被冷卻到中間溫度,而是比中間溫度一般高△t=3-5℃。過冷后的液體再經過主膨脹閥節流降壓成低溫低壓的過冷液,最后進入蒸發器吸熱蒸發,產生冷效應。

這種循環系統只適用于R717與R22的雙級制冷循環系統中。

一級節流,中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循環.

制冷循環意圖

工作過程:

從蒸發器出來的蒸汽經回熱器后被低壓壓縮機吸入,壓縮到中間壓力并與中冷器出來的干飽和蒸汽在管路中進行混合,使從低壓機排出的過熱蒸汽

被冷卻后再進入高壓壓縮機,經壓縮到冷凝壓力并進入冷凝器。

冷凝后的高壓制冷劑液體進入了中冷器的蛇形盤管進行再冷卻,然后進入回熱器與從蒸發器出來的低溫低壓蒸汽進行熱交換,使從中冷器蛇形盤管中出來的過冷液體再一次得到冷卻,最后經膨脹閥進入蒸發器吸熱蒸發。

這種循環系統只適用于R717與R22的雙級制冷循環系統中。

兩級節流,中間完全冷卻的雙級壓縮制冷循環.

制冷循環意圖

工作過程

來自蒸發器的制冷劑飽和蒸氣被低壓級壓縮機吸入,并壓縮到中間壓力pm,排入中間冷卻器,被其中的制冷劑液體冷卻成為飽和蒸氣,同時中間冷卻器中的一部分液體制冷劑吸熱變為飽和蒸氣,兩者一起進入壓縮機高壓級,再次被壓縮到冷凝壓力pk。

進入冷凝器并冷凝成飽和液體,經節流閥A降壓到中間壓力pm,并進入中間冷卻器而分離成蒸氣和液體兩部分。在中間冷卻器中,液體制冷劑的一小部分用于冷卻低壓級的排氣變成蒸氣,并隨同低壓排氣、節流產生的蒸氣一同被高壓級吸回。

液體制冷劑的大部分則經節流閥B節流到蒸發壓力p0,并進入蒸發器制取冷量循環如此周而復始地進行。

這種型式的制冷循環系統,只適用于R717或R22的雙級壓縮制冷循環系統中。為了防止從中間冷卻器出來的飽和液體在管路中閃發成蒸汽,通常要求中間冷卻器與蒸發器之間的距離要近。

兩級節流,中間不完全冷卻的雙級壓縮制冷循環 .

這一循環適宜于氟利昂離心式制冷機。

制冷循環意圖

兩級節流,具有中間蒸發器的中間完全冷卻的雙級壓縮制冷循環。


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