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(jí)壓縮制冷循環(huán)的局限性,兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),兩級(jí)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(jí)蒸氣壓縮式制冷循環(huán),,,一、單級(jí)壓縮制冷循環(huán)的工況,,4.2.1 單級(jí)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(guò)低將導(dǎo)致壓力比Pk/ P0過(guò)高,二、壓力比過(guò)高引發(fā)的問(wèn)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(guò)高，將影響制冷劑的化學(xué)穩(wěn)定性及潤(rùn)滑油的粘度下降。潤(rùn)滑條件惡化，甚至?xí)饾?rùn)滑油的炭化和出現(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(jí)壓縮或者多級(jí)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(jí)節(jié)流、兩級(jí)節(jié)流有“液體再過(guò)冷”、無(wú)“液體再過(guò)冷

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

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

7、級(jí)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(jí)節(jié)流、“液體再過(guò)冷”、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),一級(jí)節(jié)流、“液體再過(guò)冷”、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),,,3. 一級(jí)節(jié)流、液體再過(guò)冷、中間不完全冷

8、卻的兩級(jí)壓縮制冷系統(tǒng),,,二、兩級(jí)節(jié)流的兩級(jí)壓縮循環(huán),,,1. 兩級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的 兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),2. 兩級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的 兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),1. 兩級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),,,兩級(jí)節(jié)流、中間不完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),2. 兩級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),,,兩級(jí)節(jié)流、中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮制冷循環(huán),兩級(jí)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(jiǎn)單

9、系統(tǒng)靈活，提供兩種蒸發(fā)溫度兩級(jí)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(rùn)滑油進(jìn)入蒸發(fā)器的量較一級(jí)節(jié)流增加：由于中冷器與一級(jí)節(jié)流不同，它與蒸發(fā)器直接相通，低壓級(jí)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(rùn)滑油進(jìn)入蒸發(fā)器的機(jī)會(huì)，使蒸發(fā)器的傳熱性能變差。,三、兩級(jí)節(jié)流與一級(jí)節(jié)流的比較,,,4.2.3 兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算和變溫特性,兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)的熱力計(jì)算