多级蒸气压缩制冷循环
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氟利昂蒸汽压缩制冷循环的工作原理
1 Flourene蒸汽压缩制冷循环的工作原理
Flourine蒸汽压缩制冷循环是一种用氟利昂(Fluorine)作为Spray fluid来作为Refrigerant,进行温度控制和制冷而组成的制冷
机械系统。
由于氟利昂具有良好的低温性能,Flourine蒸汽压缩制冷
循环能够在更低的温度下达到更高的制冷性能,从而使温度控制系统
具有更精确的控制功能。
Flourine蒸汽压缩制冷循环由几部分组成:气体压缩机compressor,冷凝器condenser,膨胀阀expansionvalve和蒸发器evaporator。
首先,由压缩机将可变性的蒸汽加压至高压,将其输送
至冷凝器,其次,利用冷凝器释放热量,将气体压缩至低温并变为液体。
然后,由膨胀阀降低气体压力,使其可以进入蒸发器,在蒸发器内,气体蒸发,释放热量到四周,从而实现制冷效果。
最后,冷凝的
液体再回到压缩机,开始新的一次循环。
Flourine蒸汽压缩制冷循环的优点是既省电又稳定,且温度控制
精度较高,可以用于多种业务,如气溶胶发生器、检测仪器、投影机、打印机等的设备的控制和制冷,以及大容量的空调系统。
因此,Flourine蒸汽压缩制冷循环在温度控制方面已成为很多系统及设备必
不可少的组成部分,从而为控制温度提供无穷的可能性。
1.1.3.3 多级蒸汽压缩制冷循环在单级蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂选定后,其冷凝压力,蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制,蒸发温度由制冷装臵的用途确定的,当冷凝温度升高或蒸发温度降低时,压缩机的压力增大,排气温度上升,在常温冷却条件下能够获得低温程度是有限的,即制冷温差是有限的。
当要求的制冷温差使循环的压力比超过单级压力比的上述限制时,一种解决办法是采用分级压缩,中间冷却,就是分两极或多级达到循环所要求的总压力比,并且在低压即完成压缩后,现将其排气冷却降温后再到高压级继续压缩,从而每一级的压力比和排气温度均不超限。
由于考虑到超过两级后系统设计的复杂性及其他许多因素,故两级以上的循环在实际中很少使用,通常采用两级压缩循环,所以一下重点讨论两级压缩制冷循环。
1.1.3.3.1 两级压缩制冷循环概述在蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂选定后,其冷凝压力、蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制,蒸发温度由制冷装臵的用途确定。
当冷凝温度升高或蒸发温度降低时,压缩机的压力比将增大。
由于压缩机余隙容积的存在,压力比提高到一定数值后,压缩机的容积系数变为零,压缩机不再吸气,制冷机虽然在不断运行,制冷量却变为零。
例1 有一台制冷压缩机,工质为R22,相对余隙容积,膨胀过程指数,冷凝温度℃,求允许最低蒸发温度。
解容积系数的计算公式为当达到最低蒸发温度时,,上式可变为代入具体数值,即冷凝温度℃时,R22的冷凝压力,因此最低蒸发压力为与相对应的蒸发温度℃,这就是蒸发温度的极限值。
单级压缩的最低蒸发温度不仅受到容积系数为零的限制,随着压力比的增大,除了引起制冷量下降,功耗增加、制冷系数下降、经济性降低外,排气温度的限制也是选择压缩机级数的另一个重要原因。
排气温度过高,它将使润滑油变稀,润滑条件恶化,甚至会引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。
当冷凝温度为40℃,蒸发温度为-30℃时,单级氨压缩机即使在等熵压缩的情况下,排气温度已高达160℃,显然它已超过了规的最高排气温度为150℃的限制。
1.1.3.3 多级蒸汽压缩制冷循环在单级蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂选定后,其冷凝压力,蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制,蒸发温度由制冷装臵的用途确定的,当冷凝温度升高或蒸发温度降低时,压缩机的压力增大,排气温度上升,在常温冷却条件下能够获得低温程度是有限的,即制冷温差是有限的。
当要求的制冷温差使循环的压力比超过单级压力比的上述限制时,一种解决办法是采用分级压缩,中间冷却,就是分两极或多级达到循环所要求的总压力比,并且在低压即完成压缩后,现将其排气冷却降温后再到高压级继续压缩,从而每一级的压力比和排气温度均不超限。
由于考虑到超过两级后系统设计的复杂性及其他许多因素,故两级以上的循环在实际中很少使用,通常采用两级压缩循环,所以一下重点讨论两级压缩制冷循环。
1.1.3.3.1 两级压缩制冷循环概述在蒸气压缩式制冷循环中,当制冷剂选定后,其冷凝压力、蒸发压力由冷凝温度和蒸发温度决定。
冷凝温度受环境介质(水或空气)温度的限制,蒸发温度由制冷装臵的用途确定。
当冷凝温度升高或蒸发温度降低时,压缩机的压力比将增大。
由于压缩机余隙容积的存在,压力比提高到一定数值后,压缩机的容积系数变为零,压缩机不再吸气,制冷机虽然在不断运行,制冷量却变为零。
例1 有一台制冷压缩机,工质为R22,相对余隙容积,膨胀过程指数,冷凝温度℃,求允许最低蒸发温度。
解容积系数的计算公式为当达到最低蒸发温度时,,上式可变为代入具体数值,即冷凝温度℃时,R22的冷凝压力,因此最低蒸发压力为与相对应的蒸发温度℃,这就是蒸发温度的极限值。
单级压缩的最低蒸发温度不仅受到容积系数为零的限制,随着压力比的增大,除了引起制冷量下降,功耗增加、制冷系数下降、经济性降低外,排气温度的限制也是选择压缩机级数的另一个重要原因。
排气温度过高,它将使润滑油变稀,润滑条件恶化,甚至会引起润滑油的碳化和出现拉缸等现象。
当冷凝温度为40℃,蒸发温度为-30℃时,单级氨压缩机即使在等熵压缩的情况下,排气温度已高达160℃,显然它已超过了规的最高排气温度为150℃的限制。