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。