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多级压缩制冷循环的局限性以及复叠式制冷的必要性

时间:2023-07-28   访问量:1034

为了获取较低的温度,我们会考虑采用双级,甚至多级压缩制冷循环,但当温度低到一定程度时,采用单一制冷剂的多级压缩制冷循环仍然受到蒸发压力过低、甚至使制冷剂凝固的限制。

1)受制冷剂凝固点的限制,双级压缩制冷温度不能太低。

当蒸发温度为-80℃时,若采用氨制冷剂,它在-77.7℃时就已经凝固,制冷循环完全遭到破坏。

2)双级压缩制冷循环受蒸发压力过低的限制。

当蒸发温度为-80℃时,若采用R22制冷剂,此时它虽然未凝固,但蒸发压力已低达10Kpa,这个压力非常低,一方面增加了空气漏入制冷循环系统的可能性,另一方面导致压缩机的吸气比容增大和输气系数降低,从而降低运行经济性。

3)双级压缩受循环压力比的限制。

当需要的蒸发压力过低时,即使采用双级压缩,也将使每一级的压力比超过规定值,使制冷循环效率大大降低。通过增加压缩级数可以使循环压力比得到保证,但同时也大大增加了系统的复杂性,技术经济指标不高。

因此,为了获得-70℃以下的低温,需要采用低温制冷剂, 这类制冷剂凝固点和沸点都很低(如:R13的凝固点为-181℃,沸点为-81.4℃;R14的凝固点为 -184.9℃, 沸点为-127.9℃),但这类制冷剂的临界温度也很低,若采用一般的冷却水,很难使制冷剂达到理想的冷凝效果。 因为水温接近其临界温度,使气态制冷剂难以冷凝,即使能够冷凝,由于接近临界点,不但冷凝压力高,而且比潜热小,制冷效率会非常低。


综上,为了降低冷凝温度,使制冷循环在两相区顺利进行,就需要另一台制冷装置与之联合运行,为低温制冷剂循环的冷凝过程提供冷源,降低冷凝温度和压力,这就是复叠式制冷。


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