制冷原理第四章

1、CEEE,Principles and Equipments of RefrigerationAvailable online at http://eol.bjut.edu.cn Hang GUO1 Department of Refrigeration and Cryogenics2 The Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,

2、 Ministry of Education, China College of Environmental and Energy EngineeringBeijing University of TechnologyTel.: 67391613E-mail: refribut@yahoo.com.cnWebsite: http://rce.bjut.edu.cn,,,單級壓縮制冷循環(huán)的局限性,兩級壓縮制冷循環(huán),兩級壓縮制

3、冷機(jī)的熱力計(jì)算 和溫度變動(dòng)時(shí)的特性,復(fù)疊式制冷循環(huán),4.2 兩級蒸氣壓縮式制冷循環(huán),,,一、單級壓縮制冷循環(huán)的工況,,4.2.1 單級壓縮制冷循環(huán)的局限性,冷凝壓力Pk由冷凝溫度決定,為了制取更低的溫度必然要求降低蒸發(fā)溫度,冷凝溫度受冷卻介質(zhì)（環(huán)境）溫度的限制，變化范圍有限,蒸發(fā)溫度的降低導(dǎo)致蒸發(fā)壓力P0下降,,,,,蒸發(fā)溫度過低將導(dǎo)致壓力比Pk/ P0過高,二、壓力比過高引發(fā)的問題,壓縮機(jī)容積系數(shù)降低，甚至為零。此時(shí)壓縮機(jī)雖

4、然連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)但不吸氣，必然導(dǎo)致制冷機(jī)停止制冷。,壓力比增加導(dǎo)致單位制冷量下降，消耗的單位比功增加，制冷系數(shù)變小，經(jīng)濟(jì)性能下降。,壓縮機(jī)排氣溫度過高，將影響制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性及潤滑油的粘度下降。潤滑條件惡化，甚至?xí)饾櫥偷奶炕统霈F(xiàn)沉積的碳粒使吸排氣閥關(guān)不嚴(yán)。,,,三、解決方案：,1. 采用兩級壓縮或者多級壓縮制冷循環(huán),2. 采用復(fù)疊式制冷循環(huán),,,,中間完全冷卻、中間不完全冷卻一級節(jié)流、兩級節(jié)流有“液體再過冷”、無“液體再過冷

5、”,兩級壓縮制冷循環(huán)中制冷劑蒸氣的壓縮過程：P0 壓縮到 Pm經(jīng)過中間冷卻器冷卻Pm 壓縮到 Pk,4.2.2 兩級壓縮制冷循環(huán)(Two-stage compression refrigeration cycle),,兩級壓縮制冷循環(huán)中的幾個(gè)概念,,,,1. 一級節(jié)流、無“液體再過冷”、 中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)2. 一級節(jié)流、“液體再過冷”、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán)3. 一級節(jié)流、“液體再過

6、冷”中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),一、一級節(jié)流的兩級壓縮制冷循環(huán),,,1. 一級節(jié)流、無“液體再過冷”、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),一級節(jié)流、無“液體再過冷”、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),,,,,,,,,,A,B,,1,,2,3,4,5,6,7,,,,,,,,,,,4’,,,一級節(jié)流、無“液體再過冷”、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),,,單級壓縮理論循環(huán)的耗功為：wI=h4’-h1=(h2-h1)+(h4’-h2),此兩

7、級壓縮制冷循環(huán)的耗功為：wII=(h2-h1)+(h4-h3),(1+y),從壓力-比焓圖的特性可知：(h4-h3)<(h4’-h2) , 所以：wII<wI,能否省功的判別式：(h2-h5)/(h3-h5)<(h4’-h2)/(h4-h3),,,2. 一級節(jié)流、“液體再過冷”、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),一級節(jié)流、“液體再過冷”、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),,,3. 一級節(jié)流、液體再過冷、中間不完全冷

8、卻的兩級壓縮制冷系統(tǒng),,,二、兩級節(jié)流的兩級壓縮循環(huán),,,1. 兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的 兩級壓縮制冷循環(huán),2. 兩級節(jié)流、中間完全冷卻的 兩級壓縮制冷循環(huán),1. 兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),,,兩級節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),2. 兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),,,兩級節(jié)流、中間完全冷卻的兩級壓縮制冷循環(huán),兩級節(jié)流的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)流損失小，單位制冷量增加。中間冷卻器結(jié)構(gòu)簡單

9、系統(tǒng)靈活，提供兩種蒸發(fā)溫度兩級節(jié)流的缺點(diǎn)：不適合遠(yuǎn)距離、高層供液：一次節(jié)流后壓力降低，管路中容易出現(xiàn)制冷劑液體汽化現(xiàn)象。潤滑油進(jìn)入蒸發(fā)器的量較一級節(jié)流增加：由于中冷器與一級節(jié)流不同，它與蒸發(fā)器直接相通，低壓級的排氣可與進(jìn)入蒸發(fā)器的液態(tài)制冷劑相接觸，增加了潤滑油進(jìn)入蒸發(fā)器的機(jī)會，使蒸發(fā)器的傳熱性能變差。,三、兩級節(jié)流與一級節(jié)流的比較,,,4.2.3 兩級壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算和變溫特性,兩級壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算