应用于低温领域的双温复叠式制冷循环.pdf

低温与超导 制冷技 术 Cryo．Supercond 第36卷 第 12期 Vo1．36 No．12 应用于低温领域的双温复叠式制冷循环 王鑫特，李红旗，刘艳品 (北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124) 摘要：双温复叠式制冷循环可以用于低温领域中需要提供两个不同制冷温度的场合。首先介绍了双温复叠式 制冷循环的原理和组成 ，然后建立了双温复叠式制冷循环的热力学模型，通过热力计算分析了冷凝温度、低温部分 蒸发温度、蒸发冷凝器传热温差、流经高低温蒸发器质量流量比、过热度和过冷度对该循环性能的影响。 关键词：双温复叠式制冷循环；热力学 Double—-temperaturecascaderefrigeratingcycleappfied tocryogenicconditions WangXinte，LiHongqi，UuYanpin (CollegeofEnvironmentalandEnergyEngineering，BeijingUniversityofTechnoloyg，Bering100124，China) Abstract：Double ‘t‘emperaturecascaderefrigeratingcyclecanbeapphedtothecryogenicconditionswhichneedtworefrig— cratingtemperatures．Thearticledescribedtheprincipleandcomposingofthisrecyclefirst，thenestablishedthemodelof double — temperaturecascaderefrigeratingcycle．Th eeffectstakenbythermodynamicfactorsonthisrefrigeratingcyclewereanalyzedby theresultsofthemr odynma iccalculation，suchascondensingtemperature，evaporatingtemperatureof low—temperature part， differenceintemperatureofcascadebeatexchanger，massfluxratiooftwoevaporators，thedegreeofsubeoolingorsuperheat． Keywords：Double—temperature cascaderefrigeratingcycle，Themrod ynamics 1 引言 2 双温复叠式制冷循环原理 在获取较低的制冷温度时，由于单级蒸气压 双温复叠式制冷循环，就是在原来复叠式循 缩制冷循环最低蒸发温度和压力 比的限制，人们 环的基础上，在高温部分与蒸发冷凝器并联一个 往往采用双 (多)级压缩制冷循环和复叠式制冷 蒸发器，从而获得双温制冷系统。如图I所示，由 循环。但是对于双(多)级压缩制冷循环，在制取 高温压缩机 1出来的高温高压气体经过冷凝器2 更低温度如一50℃一一80℃时，我们很难找到合 冷凝，然后经过回热器 3与来 自蒸发器 5和蒸发 适的制冷剂来满足蒸发压力不能太低、冷凝压力 冷凝器6的低温低压气体进行热量交换，过冷的 又不能太高且能被液化的要求。复叠式制冷循环 冷凝液体又分别经过节流阀4和5，之后相应进 克服了上述不足而广泛应用于各种低温领域。同 人蒸发器6和蒸发冷凝器 7，一部分在蒸发器 6 时，在半导体冷却、食品储藏、石油化工、气体液 中吸收冷间的热量，另一部分在蒸发冷凝器 7中 化、生物制剂的保存和医学领域，双温制冷系统也