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如何处理制冷系统压缩比pk/po太大所致的4个问题?

作者:admin 发布日期: 2021-03-01 二维码分享

制冷系统的冷凝温度(或冷凝压力)决定于冷却剂的温度,而蒸发温度(或蒸发压力)决定于制冷要求。因此,在许多实际应用场合,(tk−to)或pk/po很大。压缩比pk/po太大所带来的问题有以下4个方面。


制冷系统简图


(1)过热损失与节流损失大,导致制冷系数减小。

(2)单位容积制冷量减小,势必要求有较大的压缩机。

(3)排气温度升高,导致压缩机润滑油黏度下降,润滑效果下降,功率消耗增加。

(4)导致压缩机容积效率减小。当压缩比达到20左右时,往复式压缩机的容积效率接近于零,即压缩机吸不进气体。


为减少上述大压缩比条件下制冷所存在的问题的影响,一般在制取−40℃以下的温度时可采用多级压缩制冷循环或复叠式制冷循环。下面将分别介绍几种双级压缩制冷循环!


(1)两级节流完全中间冷却的双级压缩制冷循环

蒸发器出来的制冷剂蒸气经低压级压缩机压缩到中间压力(在lgp-H图上过程1—2),而后进入闪发式中间冷却器中被冷却成饱和蒸气(完全中间冷却,过程2—3)。高压级压缩机从中间冷却器吸入蒸气并压缩到冷凝压力(过程3—4),而后送到冷凝器中冷凝成饱和液体(过程4—5)。液体经..级节流后进入中间冷却器中,气液分离,小部分液体汽化,以冷却低压级压缩机的排气;大部分液体经第二级节流后进入蒸发器中,吸热汽化实现制冷目的(过程6—7—1)。高压级压缩机吸入的蒸气应包括低压级压缩机的排气、..级节流后分离出来的蒸气和为冷却低压级排气而汽化出的蒸气。从lgp-H图上可以看到,这个循环减少了节流损失和过热损失,压缩机排气温度明显降低;高、低压级压缩机的压缩比都比单级时小得多,有利于提高压缩机的容积效率。


双级压缩制冷循环


(2)一级节流完全中间冷却的双级压缩制冷循环

该循环与上述循环的不同点是采用盘管式中间冷却器代替闪发式中间冷却器。由冷凝器去蒸发器的制冷剂液体(主流)在中间冷却器中被过冷后,经一级节流到蒸发压力(在lgp-H图上过程5—6—7)。冷凝器出来的小部分液体节流后进入中间冷却器中汽化吸热(过程5—3),用于冷却低压级的排气和主流液体的过冷却。这个系统可避免图2-10所示系统中第二级节流前管内的饱和液体产生闪发蒸气而影响膨胀阀工作,但采用盘管式中间冷却器后,由于存在传热温差,主流液体过冷后的温度达不到中间压力下的饱和温度。


(3)一级节流不完全中间冷却的双级压缩制冷循环

该循环与图2-10所示循环的不同点是制冷剂主流先经盘管式中间冷却器过冷却,又经回热交换器进一步过冷却(过程5—6—7);蒸发器出来的制冷剂蒸气经回热交换器过热后,再进入低压级压缩机压缩(过程10—1—2),因此低压级压缩机的吸气有较大的过热度;低压级压缩机的排气与中间冷却器来的蒸气进行混合而被冷却(过程2—3及8—3),因此低压级的排气未完全冷却到饱和状态。这种系统高、低压级压缩机的吸气都有较大的过热度,因此这种系统只适用过热损失比较小的制冷剂,不能用于氨制冷系统中。

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