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采用多級壓縮制冷的原因

   2020-09-17 和平1235
核心提示:要突破單級壓縮制冷不可能獲得較低制冷溫度的限制,首先要克服的技術(shù)障礙是壓縮機(jī)的壓縮比不可能很大以及壓縮終溫過高的問題。

要突破單級壓縮制冷不可能獲得較低制冷溫度的限制,首先要克服的技術(shù)障礙是壓縮機(jī)的壓縮比不可能很大以及壓縮終溫過高的問題。

制冷劑的冷凝溫度由環(huán)境介質(zhì)溫度決定,冷凝溫度一定時,冷凝壓力就是一定的。如欲使蒸發(fā)溫度降低,則蒸發(fā)壓力就降低。此時壓縮比π=pk/p0就增大,導(dǎo)致輸氣系統(tǒng)變小,壓縮機(jī)效率下降,排氣溫度升高。由于容積式壓縮機(jī)都有一定的余隙容積,當(dāng)壓縮比增大到一定數(shù)值以后,余隙容積中殘留的氣體在膨脹時會一直膨脹到壓縮腔最大容積,使壓縮機(jī)不能吸氣。同時,在冷凝溫度不變的條件下,蒸發(fā)溫度的降低將使排氣溫度上升,有可能超過允許的排氣溫度。

一般的開啟式活塞壓縮機(jī),單級壓縮比為8-13,當(dāng)制冷劑為R717時,因其絕熱指數(shù)較大,因此壓縮比應(yīng)較小,通常π≤8。對于大多數(shù)鹵代烴,其絕熱指數(shù)較小,故π≤10。小型半封閉和全封閉壓縮機(jī)的壓縮比可更大一些,可使用到π≈13。在通常的環(huán)境溫度下,使用中溫制冷劑,單級壓縮制冷可獲得+10~-40℃的低溫。


為了在通常的冷凝壓力下獲得較低的蒸發(fā)溫度,可將多臺壓縮機(jī)串聯(lián)起來以克服壓縮比不足的困難,提高壓縮機(jī)的效率同時采用中間冷卻,以消除壓縮終溫的限制。這樣,循環(huán)成為多級壓縮制冷循環(huán)。

多級壓縮制冷所能獲得的蒸發(fā)溫度為-70~-30℃,壓縮的級數(shù)主要取決于每一級壓縮的排氣溫度。如再想降低制冷溫度,就要受到制冷劑的臨界溫度、冷凝壓力、蒸發(fā)壓力等因素的制約,多級壓縮制冷無法解決這些問題

綜上所述,當(dāng)一種制冷劑可以滿足冷凝壓力不過高、蒸發(fā)壓力不過低的要求,而壓縮機(jī)的壓縮比不能滿足要求以及壓縮終溫過高時,應(yīng)采用多級壓縮制冷。

 
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