全国勘察设计注册公用设备工程师考前辅导课件——制冷

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采用闪发蒸气分离器，降低了二级压缩机进口的蒸气
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量；
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on g.
co
2、闪发蒸气分离器对制冷性能的影响
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三、多级压缩式制冷循环
中间冷却器与闪发蒸气分离器的异同
闪发蒸气分离器利用节流闪发出的制冷剂蒸气与经过一级压缩
中间冷却器利用节流后的制冷剂可充分冷却经过一级压缩后的高
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h8 h8' x8 = h1 h8 '
三、多级压缩式制冷循环
单位质量制冷能力：
q0 = h1 h8 = 400.92 228.5 = 172.42kJ/kg
单位容积制冷能力： q0 172.42 qv = = kJ/m 3 v1 0.06039
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龙 网
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M r = M r1 + M r 2
(h3' h7 ) = φ0 (h3' h6 )(h1 h8 )
on g.
co
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三、多级压缩式制冷循环
例题2、如下图所示，系统需制冷量20kW，制冷剂采用R134a， 蒸发温度t0＝4C，冷凝温度tk＝40C，试进行理论循环的的热力 计算。
中间冷却器可设有液体冷却盘管，使来自冷凝器的高压液体获得 较大的再冷度，既有节能作用，又有利于制冷系统稳定运行。
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筑
温制冷剂蒸气,使其冷却至饱和蒸气状态；
龙 网
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此称之为不完全冷却（不适合过热损失较大的制冷剂，如氨等）。
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后的高温制冷剂蒸气混合，混合后的制冷剂蒸气仍为过热蒸气，因
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龙 网
低于0.1～0.15bar 时，外界空气易渗入系统，严重影响系统的正常运
龙 网
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压缩机的压缩功增加（ΔWc= (h2 -h1)-(h2-h1) =
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冷功率增加( Δq0= h4-h4= Δ4bb44);
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(2)、回热对蒸气压缩式制冷性能的影响
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一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却
筑
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压缩机入口处制冷剂管道与外界的热交换。）
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低压级压缩机制冷剂体积流量： Vr1 = M r1v1 = 0.1160 × 0.06039 = 0.0070m 3 /s
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三、多级压缩式制冷循环
φk = M r (h4 h5 ) = 0.137 × (423.63 256.41) = 22.92kW
压缩机理论耗功率：
压缩机
3
冷凝器
.z
hu
4
1
lo
lgp
7 6 8' 8 5 4' 4 3 2' 2 1
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1
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闪发蒸气 分离器
龙 网 蒸发器 ww w
ng .
co
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2
h
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三、多级压缩式制冷循环
解： (1) (2) (3) (4) 确定该制冷循环的中间压力Pm ； Pm = P0 Pk 绘出理论循环的压焓图； 根据其热力性质表查处于饱和线上的有关参数值； 计算状态点2 、6、8的参数值；
理论制冷系数提高
ε th =
q0 + Δq0 wc we
筑
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Δq0 = h4 h4 ' = Δ 4bb'4'4
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单位质量制冷量增加
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We = h3 h4 ' = Δ034'0
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3、回收膨胀功对制冷性能的影响
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三、多级压缩式制冷循环
高，因而过热损失及压缩机功耗均较大。
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(1)、回热式蒸气压缩式制冷循环工作流程及理论循环
m
一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却
采用回热循环，一方面可使液态制冷剂再冷，单位质量制
Δ21122);
R134a等回热是有利的，而对于制冷剂氨则是不利的。
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筑
制冷系数是否提高，取决与制冷剂的热物理性质。 一般说来，对于节流损失大的制冷剂，如氟利昂R12、
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M r1 (h2 h3 ) + M r1 (h5 h7 ) = M r 2 (h3 h6 )
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因此，中间冷却器的能量方程为：
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三、多级压缩式制冷循环
状态3(由状态2和状态3混合而来)的比焓h3：
M r1 (h5 h7 ) = M r 2 (h3' h6 )
M r2 = (h5 h7 ) M r1 (h3' h6 )
co
m
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三、多级压缩式制冷循环
低压级制冷剂质量流量： φ 20 M r1 = 0 = = 0.116kg/s q0 172.42
Vr 2 = M r v2 = 0.137 × 0.03594 = 0.00492m 3 /s
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高压级压缩机制冷剂体积流量：
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高压级压缩机制冷剂质量流量： M r1 0.1160 Mr = = = 0.137kg/s 1 x6 1 0.1536
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ww 蒸发器 w. z
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1、带闪发蒸气分离器的双级压缩制冷的工作流程及理论循环
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2
h
理论循环
筑
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工作流程
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三、多级压缩式制冷循环
采用闪发蒸气分离器，减少了一级压缩的制冷剂流
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温度和比容。 因此，采用闪发蒸气分离器可有效降低压缩机的功耗，故 闪发蒸气分离器也称之为经济器。
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理论循环
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4、一次节流中间不完全冷却的双级压缩制冷的工作流程及理论循环
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三、多级压缩式制冷循环
中间压力选取的原则：
以高低压缩机压缩比相等为原则（虽然制冷系数不是最大，但
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压缩机气缸工作容积的利用程度高，较实用）。 此时中间压力的计算式为：
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中间压力进行试算以确定最优值。）
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一方面，由于膨胀机的容量较大，不会出现因机件过小导
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1、使用膨胀机的蒸气压缩式制冷循环
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二、回收膨胀功
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工作流程
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2、使用膨胀机的蒸气压缩式制冷的工作流程和理论循环
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理论循环
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二、回收膨胀功
输出有用的膨胀功，压缩机压缩功减少
对于采用氨、R22等中温制冷剂的压缩式制冷系统，即使 采用多级压缩，但能够到达的最低蒸发温度仍有一定的局限：
制冷剂的蒸发温度过低，其相应的蒸发压力也很低。当蒸发压力
行（如：氨在蒸发温度为－65C时，pk= 0.156bar ）; 蒸发压力很低时，制冷剂气态比容很大，单位容积制冷功率很 小，要求压缩机的体积流量很大。
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筑
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过热度：制冷剂蒸气过热后的温度与同压力下饱和温度的
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对应的饱和温度。
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蒸气过热：压缩机入口处制冷剂蒸气的温度高于其压力
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基本概念
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2、蒸气回热循环
一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却
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工作流程
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理论循环
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三、多级压缩式制冷循环
下，带闪发蒸气分离器的双级压缩式制冷循环：
冷凝器热负荷下降；
理论制冷系数提高(达8％)。
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压缩机排气温度降低；
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制冷剂质量流量稍有减少；
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与课本例1－3 (P12－13) 对比，在相同的制冷能力条件
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四、复叠式制冷循环
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体，即过热不能产生有效的冷量输出。（如：蒸发器出口至
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无效过热：蒸气过热所吸收的热量来自被冷却介质以外的物
coBiblioteka m9二、回收膨胀功
对于大容量制冷装置：
另一方面，可回收的膨胀功相对较大； 因此，采用膨胀机回收膨胀功可节省常规能源，提高制冷 系数。
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致加工方面的困难；
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多级压缩式制冷循环的两种形式
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离心式或螺杆式制冷压缩机（可以比较方便的进行中
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多级压缩式制冷循环的应用场合
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三、多级压缩式制冷循环
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冷凝器
1
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7 6 8' 8 5 4' 4 3 2' 2 1
压缩机
6 5