復(fù)疊式制冷循環(huán)的工作原理

復(fù)疊式制冷系統(tǒng)通常由高溫部分和低溫部分組成、高溫部分使用中溫制冷劑，低溫部分使用低溫制冷劑。每一部分都是一個完整的制冷循環(huán)。高溫部分系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)是用來使低溫部分的制冷劑冷凝；低溫部分的制冷劑在蒸發(fā)時吸熱制冷。

高溫部分和低溫部分用一個蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來，它既是——高溫部分的蒸發(fā)器，又是低溫部分的冷凝器。這樣低溫部分制冷劑吸收的熱量就可以通過蒸發(fā)冷凝器傳遞給高溫部分的制冷劑，而高溫部分的制冷劑再通過其本身系統(tǒng)中的冷凝器將熱量釋放給環(huán)境介質(zhì)(水或空氣)。個復(fù)疊制冷系統(tǒng)可以由兩個單級壓縮系統(tǒng)組成，它的高溫部分和低溫部分分別可采用R22和R13作制冷劑，蒸發(fā)溫度可達(dá)一90～一80℃。

一、復(fù)疊式制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是：

1、相同蒸發(fā)溫度時，復(fù)疊式制冷壓縮機(jī)的尺寸比雙級制冷壓縮機(jī)要?。豪纾簍。＝－60℃時，R12一R13復(fù)疊式制冷機(jī)比R12雙級壓縮機(jī)汽缸容積減少65％左右，且功耗還可減少10％以上。

2、系統(tǒng)內(nèi)保持正壓，空氣不會漏入，因而運(yùn)行穩(wěn)定。

3、復(fù)疊式制冷機(jī)還可以用不同的制冷方式。如低溫部分用壓縮式或離心式制冷機(jī)制冷，高溫部分用吸收式制冷機(jī)制冷。

二、復(fù)疊式制冷循環(huán)熱力計算

復(fù)疊式制冷循環(huán)的熱力計算可分別對高溫部分及低溫部分單獨(dú)進(jìn)行計算。計算中令高溫部分的制冷量等于低溫部分的冷凝熱負(fù)荷加上冷損。計算方法與單級或兩級壓縮制冷循環(huán)的熱力計算相同。

復(fù)疊式制冷循環(huán)中中間溫度的確定應(yīng)根據(jù)制冷系數(shù)或各個壓縮機(jī)壓力比大致相等的原則。前者對能量利用最經(jīng)濟(jì)，后者對壓縮機(jī)氣缸工作容積的利用率較高(即輸氣系數(shù)較大)。由于中間溫度在一定范圍內(nèi)變動時對制冷系數(shù)影響并不大，故按各級壓力比大致相等的原則來確定中間溫度似乎更為合理。

冷凝蒸發(fā)器傳熱溫差的大小不僅影響到傳熱面積和冷量損耗，而且也影響到整個制冷機(jī)的容量和經(jīng)濟(jì)性，一般位一5～10℃，溫差選得大，冷凝蒸發(fā)器的面積可小些，但卻使壓力比增加，循環(huán)經(jīng)濟(jì)性降低。制冷劑的溫度越低，傳熱溫差引起的不可逆損失越大，故蒸發(fā)器的傳熱溫差因蒸發(fā)溫度很低而應(yīng)取較小值，不大于5℃。

三、復(fù)疊式制冷機(jī)的啟動步驟流程與膨脹容器

復(fù)疊式制冷機(jī)必須先啟動高溫級，當(dāng)中間溫度降低到足以保證低溫級的冷凝壓力不超過1.57MPa時才可以啟動低溫級。如果膨脹容器和排氣管路連接，并在連接管路上裝有壓力控制閥，則高、低溫部分可以同時啟動。因?yàn)楫?dāng)?shù)蜏夭糠值呐艢鈮毫σ坏┥叩较薅ㄖ禃r，壓力控制閥將自動打開，使排氣管路與膨脹容器接通，壓力降低。這種啟動方式常被小型復(fù)疊式制冷機(jī)組所采用。

復(fù)疊式制冷機(jī)的低溫部分設(shè)置了膨脹容器，它是低溫系統(tǒng)中一個特有的設(shè)備，其功用是在于防止系統(tǒng)內(nèi)壓力過度升高。因?yàn)楫?dāng)復(fù)疊式制冷機(jī)停止運(yùn)行后，系統(tǒng)內(nèi)的溫度將逐漸升高至環(huán)境溫度，低溫制冷劑將會全部氣化為過熱蒸氣(因?yàn)榈蜏刂评鋭┑呐R界溫度一般都較低)，為了防止低溫系統(tǒng)內(nèi)壓力過度升高，在大型裝置中通常使低溫制冷劑始終處于低溫狀態(tài)(定期使高溫部分運(yùn)行)或?qū)⒌蜏刂评鋭┏槌?，液化后裝入高壓鋼瓶中。對于中、小型試驗(yàn)用低溫復(fù)疊式制冷裝置，則是在低溫系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置膨脹容積，以便停機(jī)后使大部分氣化后的低溫制冷劑蒸氣進(jìn)入膨脹容器中，使整個系統(tǒng)內(nèi)的壓力保持在允許的工作壓力之內(nèi)。http://www.frameer.com