两级压缩以及复叠式制冷原理
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一张图弄清楚:复叠式制冷系统的装置组成,以及和两级压缩系统的特性对比!复叠式制冷,是指用两种或两种以上的制冷剂,由两个或两个以上的单级(或双级)压缩制冷循环系统组成的制冷装置。
一般用于-120℃℃-60℃的低温设施,比如超低温的冷库,快速冻结工艺设施,需要超低温工艺的生物及化学工业领域、低温箱等。
复叠式制冷系统与循环原理图两个单级系统组成的复叠式制冷机三个单级压缩循环组成的复叠式制冷机常见的复叠式制冷装置,系统结构上分为高温级部分和低温级部分。
其中高温部分用的是中温制冷剂,低温部分用的是低温制冷剂。
高温部分的制冷剂蒸发使低温部分的制冷剂冷凝,两个部分用一个冷凝蒸发器连接起来形成一个整体。
冷凝蒸发器既是高温部分的蒸发器,也是低温部分的冷凝器。
示例图如下:一、低温级部分:来自蒸发器的低温制冷剂气体,经过低温级回热器后,再经过低温级压缩机压缩后进入油分,低温制冷剂中的润滑油在油分中大部分被分离出来,润滑油返回压缩机,含油量很少的制冷剂气体进入预冷器中被预冷,然后进入冷凝蒸发器中。
在冷凝蒸发器中,低温制冷剂放出的热量被高温制冷剂吸收,高温制冷剂蒸发的同时,低温制冷剂冷凝,冷凝后的低温制冷剂经过干燥过滤器、低温级回热器,再经过节流阀进入蒸发器中,完成一个制冷循环。
二、高温级部分:在冷凝蒸发器中吸热后蒸发的高温制冷剂气体,被高温级压缩机吸入压缩后进入风冷冷凝器中冷凝,放出热量给冷却介质,冷凝后的高温制冷剂液体进入储液器,然后经过干燥过滤器、节流阀进入冷凝蒸发器中,完成一个制冷循环。
不同于普通的单级压缩制冷装置,复叠式制冷装置有两个特殊的组件,冷凝蒸发器和膨胀容器。
其中:一、冷凝蒸发器:一般是采用套管式换热器或板式板式换热器。
用套管式换热器做冷凝蒸发器时,通常为管内蒸发,管间冷凝。
即高温部分的制冷剂在管内蒸发,低温部分的制冷剂在管间冷凝。
用板式换热器做冷凝蒸发器时,一般在高温级的制冷剂入口装有制冷剂液体分配器,使液体制冷剂均匀流入各通道。
双级复叠制冷系统原理1.低温压缩级:制冷剂从低温蒸发器进入低温压缩机,经过压缩后成为高温高压气体。
该气体通过低温冷凝器,在与冷却介质(如水)的热交换中,释放热量,冷却并变为高温高压液体。
2.高温压缩级:高温高压液体由低温冷凝器进入高温压缩机,在高温环境下进行压缩。
该过程会使制冷剂的温度和压力进一步升高,变为更高温高压的气体。
3.高温冷凝级:高温高压气体进入高温冷凝器,通过与冷却介质的热交换,释放热量,冷却并变为高温高压液体。
4.高温膨胀级:高温高压液体通过高温膨胀阀,进入高温蒸发器。
在高温蒸发器中,制冷剂通过与待冷物体的热交换,吸收热量并蒸发,从而实现制冷效果。
同时,制冷剂的温度和压力降低,成为低温低压气体。
5.低温膨胀级:低温低压气体通过低温膨胀阀,进入低温蒸发器。
在低温蒸发器中,制冷剂再次与待冷物体进行热交换,吸收更多的热量并蒸发。
同时,制冷剂的温度和压力进一步降低,成为低温低压气体。
通过双级复叠制冷系统,制冷剂在两个级别的蒸发器中循环工作,每个级别分别负责不同温度范围的制冷任务,从而实现更低的制冷温度。
整个系统呈现级联的结构,通过不同级别的压缩机和冷凝器,实现了对制冷剂的逐级升压和冷凝,以及对制冷剂的逐级减压和蒸发,从而实现制冷效果。
然而,双级复叠制冷系统也存在一些挑战,如对于系统的控制和操作要求较高,需要保证两个级别的制冷剂流量和压力的均衡,以及制冷剂在两个蒸发器中的分配和再循环。
此外,系统的建设和维护成本相对较高,需要更多的设备和管道,以及复杂的控制系统。
总之,双级复叠制冷系统通过两个级别的压缩机和冷凝器,以及两个级别的蒸发器和膨胀阀,实现了更低的制冷温度。
该系统适用于需要更低温制冷的领域,但也面临着控制和操作复杂、建设和维护成本较高等挑战。
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环双级蒸气压缩式制冷循环是一种通过两个不同压力级别的压缩机来实现制冷的技术。
在这种循环中,高温高压的蒸汽通过第一级压缩机被压缩,然后通过冷凝器放热并冷却成液体,液体再经过节流阀降压,进入低温低压的蒸发器蒸发,吸收热量进行制冷。
而低温低压的蒸汽则通过第二级压缩机再次被压缩,形成高压蒸汽,循环再次进行。
这种循环适用于需要同时实现高温和低温制冷的场合,例如冷库和超市的冷冻柜。
复叠式制冷循环是一种通过多个有机朗肯循环进行分级压缩的技术。
在这种循环中,不同有机工质通过多个级别的压缩进行循环,同时实现了不同温度级别的制冷。
每个循环级别的压力和温度可以根据需要进行调节,使得这种循环对于需要多级别制冷的场合非常适用,例如化工和医药行业的制冷需求。
总的来说,双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环都是高效的制冷技术,它们分别适用于不同的制冷需求。
在实际应用中,根据具体的情况可以选择适合的制冷循环技术,以实现最佳的制冷效果。
制冷循环是现代生活中不可或缺的技术之一,它广泛应用于家用、商用和工业领域。
在不同的环境和使用条件下,需要不同的制冷技术来满足特定的需求。
双级蒸气压缩式和复叠式制冷循环就是两种常用的制冷技术,它们分别具有各自独特的特点和优势。
双级蒸气压缩式制冷循环适用于需要同时进行高温和低温制冷的场合。
在这种循环中,通过两个不同压力级别的压缩机对蒸汽进行压缩,实现两个不同温度级别的制冷。
高温高压的蒸汽通过第一级压缩机被压缩,然后通过冷凝器放热成液体,再经过节流阀降压进入低温低压的蒸发器蒸发,吸收热量进行制冷。
低温低压的蒸汽则通过第二级压缩机再次被压缩,形成高压蒸汽,循环再次进行。
这种制冷循环适用于需要同时进行高温和低温制冷的场合,例如在冷库和超市的冷冻柜等。
复叠式制冷循环是一种通过多个有机朗肯循环进行分级压缩的技术。
在这种循环中,不同有机工质通过多个级别的压缩进行循环,同时实现了不同温度级别的制冷。
双级压缩式制冷循环2.5两级压缩与复叠式制冷原理 2.5.1采用两级压缩的原因单级压缩在选用适宜的制冷剂时,其蒸发温度只能达到-25~-35℃,原因是压缩比0p p k不能再提高了。
因为: 〔1〕↑↓↓→↓→00p p p T ko ,压缩机输气量↓→制冷量↓ 〔2〕↑→0p p k压缩机排气温度↑(↑=↑RT pv )→汽缸壁温↑→吸入蒸汽温度↑→↑v →吸气量↓例如:当蒸发温度-30℃,冷凝温度40℃时,单级氨压缩机排气温度可达160℃以上。
必须作如下限制:① 单级氨压缩机排气温度<140℃ ② 单级氟压缩机〔R12〕排气温度<100℃ ③ 单级氟压缩机〔R22〕排气温度<115℃ 〔3〕↑→0p p k偏离理想等熵压缩机过程的程度↑→压缩机效率↓ 我国规定:R717:0p p k ≤8 R12、R22:0p p k≤10 〔P38表2-3〕 要获得-30~-65℃的蒸发温度,又要符合适宜的压缩比,如此需要两级压缩制冷。
2.5.2两级压缩制冷循环 1.两级压缩制冷循环的类型k m p p p p 压缩压缩(中间冷却器冷却后)→→→0201总压缩比0201p p p p km •=每一级压缩比≤8~10以下 可分为⎩⎨⎧一级节流两级节流⎩⎨⎧中间不完全冷却中间完全冷却* 两级节流:冷凝压力k p 节流到m p 中间压力,再节流到蒸发压力0p* 一级节流:冷凝压力k p 节流到蒸发压力0p ,容易调节,实际生产中常用一级节流。
* 两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度,降低压缩机功耗。
① 中间完全冷却——低压级排气温度〔过热蒸汽〕被冷却成m p 中间压力下的干饱和蒸汽温度。
〔氨压缩机〕② 中间不完全冷却——低压级排气温度〔过热蒸汽〕被冷却降低了温度,来达到m p 中间压力下的干饱和蒸汽温度。
〔氟压缩机〕2.一级节流中间完全冷却循环这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所采用。
如下列图:从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4,进入冷凝器后被冷却成饱和液体5;从冷凝器出来的液体分为两路,一路经膨胀阀A 进展节流,节流后降温为6,然后进入中间冷却器吸热,使中间冷却器中来自低压级的排气2充分冷却,6与2混合后的气体3为中间压力m p 下的饱和温度m t ,3作为高压级的吸气经高压级压缩后变成过热蒸汽4,至此构成一个高压级的循环回路;另一路饱和液体5经中间冷却器过冷后变成过冷液7,经膨胀阀B 进展节流后变成低压液体8,进入蒸发器汽化制冷,然后变成饱和蒸汽1,在低压级压缩后变成过热蒸汽2,在中间冷却器冷却并与在中间冷却器汽化的蒸汽混合,变成饱和蒸汽了,作为高压级的吸气经压缩后变成高压级排气4,形成另一个循环,这是实现低温制冷的主循环。