上海交通大学-制冷原理与技术--2.1.1.ppt

第一节 蒸气压缩式制冷 2.1.1 蒸气压缩式制冷循环 2.1.1 蒸气压缩式制冷循环 制冷循环就是通过一定的能量补偿，从低温热源吸热，向高温热源排热。热源的温度决定制冷剂吸热与排热的温度与压力，相应地决定了制冷循环中的高低压侧的压力比。 (一) 单级蒸气压缩式制冷循环 容积式压缩机的单级压比受压缩机容积效率和压缩终了温度的制约 通常被限制在8～10 1．朗肯循环 单级蒸气压缩制冷的典型循环 朗肯循环图例 2．劳伦茨循环 朗肯循环的主要特征 劳伦茨循环图例 图2-3 劳伦茨循环 3．跨临界循环 将CO2作为制冷剂用于空调制冷的温度范围时，由于CO2的临界温度低（仅30℃），排热将在超临界区进行。而吸热则在临界点以下进行，整个循环跨越临界点。 图2-4 CO2跨临界循环 1—2压缩过程；2—3气体冷却过程； 3—4气体冷却过程；4—5节流过程； 5—6蒸发过程；0—1气体过热过程。 （二）多级蒸气压缩式制冷循环 单级蒸气压缩制冷机运行时制冷剂的冷凝压力是由环境介质（如空气或水）温度所决定。 单级蒸气压缩活塞式制冷机，压缩比一般不超过10。当蒸发温度过低，超出极限使用条件时会带来如下问题： 所以，为了获得比较低的温度（－40～－70℃），同时又能使压缩机的工作压力控制在一个合适的范围内，就要采用多级压缩循环。 采用哪一种型式有利则与制冷剂种类、制冷剂容量及其它条件有关。常用的组成型式有： （四）复叠式蒸气压缩式制冷循环 由两个（或数个）不同制冷剂工作的单级（也可以是多级）制冷系统组合而成。 1.两个单级压缩循环组成的复叠式制冷机 2.一个两级压缩循环和一个单级压缩循环组成的复叠式制冷机 开式 半开式 R507单级压缩—R23单级压缩—R50单级压缩组合的复叠式循环 R507-R23-R50 R22单级压缩—R23单级压缩—R50单级压缩组合的复叠式循环 R22-R23-R50 R507两级压缩—R1150两级压缩组合的复叠式循环 R507-R1150 R22两级压缩—R1150两级压缩组合的复叠式循环 R22-R1150 -120℃ R507两级压缩—R1150单级压缩组合的复叠式循环 R507-R1150 R22两级压缩—R1150单级压缩组合的复叠式循环 R22-R1150 R507两级压缩—R23单级或两级压缩组合的复叠式循环 R507-R23 R22两级压缩—R23单级或两级压缩组合的复叠式循环 R22-R23 -100℃ R290两级压缩—R23单级压缩组合的复叠式循环 R290-R23 R507单级或两级压缩—R23单级压缩组合的复叠式循环 R507-R23 R22单级或两级压缩—R23单级压缩组合的复叠式循环 R22-R23 -80℃ 制冷循环型式 制冷剂 最低蒸 发温度 高温压缩机 冷凝器 节流阀 冷凝蒸发器 高温系统 制冷剂 R23 压缩机 冷凝蒸发器 回热器 节流阀 蒸发器 膨胀容器组成 低温系统 制冷剂 R22 图2-10　 由两个单级系统组成的复叠式制冷机 a) 制冷循环系统 b) T-s图 高温部分 一级节流 中间不完全冷却 节流前液体过冷 带回热的两级压缩循环 R22或R507 低温部分 带回热的单级压缩循环 制冷剂 低温 高温 最低蒸发温度可达-110℃ R23或R1150 图2-11 高温部分为两级压缩循环、低温部分为单级压缩循环组成的复叠式制冷循环系统原理图a1—低温部分压缩机 a2—高温部分低压级压缩机 a3—高温部分高压级压缩机b—冷凝器 c1、c2、c3—节流阀 d—蒸发器 d12冷凝-蒸发器e1—低温部分气-液热交换器 e2—高温部分气-液热交换器 f—高温部分中间冷却器 图2-12 高温部分为两级压缩循环、低温部分为 单级压缩循环组成的复叠式制冷循环lgp-h图 (a) 高温部分