圖2-17為復疊壓縮原理圖;圖2-18為復疊壓縮壓焓圖;圖2-19為復疊壓縮制冷系統(tǒng)設備流程圖。很容易看懂,復疊壓縮即兩個單級壓縮的組合。為了安全運行,在設備流程圖中,增加了一些輔助設備。
高溫側(cè)無需再絮述。在低溫側(cè)的壓縮機排氣管上裝了水冷卻的預冷器,是為了降低低溫冷劑的蒸氣過熱度,以減輕冷凝蒸發(fā)器的熱負荷。為了防止低溫制冷劑液體汽化后壓力過高,在高溫機側(cè)并聯(lián)一套膨脹系統(tǒng)。圖2-19中膨脹系統(tǒng)由單向閥、膨脹筒、毛細管組成,常用在同一電動機帶動兩臺壓縮機,高、低溫側(cè)同時起動的系統(tǒng)中。在停機時,由于低溫制冷劑汽化壓力升高,當壓力超過1 MPa時.單向閥打開,將低溫制冷劑擴散到膨脹筒內(nèi),以保證系統(tǒng)壓力不超過1. 6MPa;在系統(tǒng)剛剛開始運轉(zhuǎn)時,高溫側(cè)尚來不及冷卻低溫側(cè)的高溫高壓的制冷劑蒸氣,壓力會上升,當壓力超過1 MPa時,仍舊通過單向閥向膨脹筒內(nèi)擴散,以便能順利地起動;在系統(tǒng)開始正常運行時,高溫側(cè)已能制冷來冷卻低溫側(cè)的高壓高溫制冷劑.此時低溫側(cè)的低溫制冷劑會顯得不夠,那么膨脹筒內(nèi)的低溫制冷劑會通過毛細管不斷地向系統(tǒng)內(nèi)補充,以保證原有的足量的低溫制冷劑運行制冷。單向閥的關閉壓力一般為0. 9MPa。
目前,多數(shù)采用兩臺電動機分別帶動高、低溫側(cè)的壓縮機,通過電器動作的先后程序做到,先起動高溫側(cè),運行一段時間使之正常制冷,再起動低溫側(cè),那么,低溫側(cè)的壓力便不會上升過高。這種系統(tǒng)的膨脹裝置往往不再用單向閥,只有膨脹簡通過毛細管與低溫側(cè)的吸氣管連結(jié),
以保證停機時壓力不會過高,正常運行時補充低溫制冷劑。
復疊式制冷循環(huán)有下述優(yōu)點:
①低溫側(cè)壓縮機氣缸容積要比雙級壓縮的低壓機氣缸容積小,這有利于減小壓縮機的重量和幾何尺寸。例如蒸發(fā)溫度為-60℃時,采用R12與R13組合的復疊式比采用R12雙級壓縮制冷時,總的氣缸容積可減少65%,而且可以節(jié)約能最10%以上。
②系統(tǒng)內(nèi)往往保持正壓,空氣不容易滲入系統(tǒng).以保證正常運行。
③復疊式的組合靈活,不僅上述提到的活塞式壓縮系統(tǒng)組合,還可以采用吸收式與壓縮式組合、壓縮式與半導體制冷組合等形式,視制取低溫的程度可以優(yōu)化組合。