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制冷技术与应用岳孝方陈汝冬编著同济大学出版社2020/3/2第一章2第八章双级和复叠式蒸气压缩制冷采用环境条件下的空气或水冷凝制冷剂时，对于单级压缩式制冷循环能获得的最低温度约为-20～-30℃。当用冷场合需要更底温度时，单级制冷循环将难以实现，必须采用双级和复叠式制冷。这是因为在较低蒸发温度下使用单级蒸气压缩式制冷循环，必然出现以下问题：1.节流损失增加，制冷系数下降；2.压缩机的排气温度上升，影响润滑，损坏机件；3.压缩机运行时的压力比增大，容积效率下降。2020/3/2第一章3例题有一台制冷压缩机，工质为R22，相对余隙容积C=0.048，膨胀过程指数m=1.04，冷凝温度tk=40℃.求最低蒸发温度。解：容积系数λv的计算公式为式中π为压缩机的压力比。当达到最低蒸发温度时，λv=0既)1(11mvC0)1(11mC2020/3/2第一章4例题冷凝温度tk=40℃时，冷凝压力pk=15.34(bar),因此最低蒸发p0为：与p0相对应的蒸发温度t0=-50.5℃，这就是蒸发温度的极限值。7.24)048.0048.01()1(04.1mCC)(621.07.2434.150barppk2020/3/2第一章5第一节双级蒸气压缩制冷一、双级蒸气压缩制冷循环1）对活塞式压缩机来说，当压缩比大于8～10时，应采用双级压缩。具体来讲，对于氨制冷剂，蒸发温度低于-25℃，氟氯昂12和22蒸发温度低于-30℃应采用双级压缩制冷。2）双级蒸气压缩制冷循环的具体形式包括一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环和一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环。2020/3/2第一章6一次节流、完全中间冷却的双级压缩•使用中间冷却器实使来自低压级压缩机的过热蒸汽完却冷却至饱和状态，故称为完全中间冷却。这样可以减少过热损失，降低耗功量，同时又利用中间冷却器使膨胀阀的液态制冷剂再冷，减少节流损失。•在这种循环中，从冷凝器出来的液态制冷剂先在中间冷却器中再过冷，再进入蒸发器。同时，低压级排出的气体在中间冷却器中与注入的液态混合物接触，降温到饱和温度。从高压级排出的制冷剂处于2020/3/2第一章72020/3/2第一章8冷凝器的选择计算•传热系数：制冷剂与冷却介质分别位于管壁两侧进行传热，其传热系数受到蒸汽凝结热阻、管壁热阻、管壁两边的污垢和油污等因素的影响。•水冷式冷凝器的传热系数计算公式：)/(1121KmWFFRFFRKiowsoyc2020/3/2第一章92020/3/2第一章102020/3/2第一章11•空冷式冷凝器的传热系数：•式中：αc，αw分别为制冷剂和冷却介质侧的放热系数；Ry，Rs分别为油膜与污垢热阻；δ为管壁厚；λ导热系数；Fi、Fo为管内、外表面积；Fn为每米基管的可见面积；F为传热管平均面积。•以上各个参数由公式计算或查设计手册获得。)/(1121KmWFFRFFRKnocyosw2020/3/2第一章12冷凝器的选择计算•1.冷凝器的热负荷：Φ为负荷系数，可从图4.8中查得。•2.冷凝器的选型：根据制冷系统的要求及水质和水量的情况选择冷凝器。•3.冷凝器的传热温差：okiokQQNQQmkkwkwkwwmtKFQttttttt冷凝热量平均温差制冷剂与冷却水之间的2112lg3.22020/3/2第一章132020/3/2第一章142020/3/2第一章15第三节蒸发器•按供液方式不同蒸发器可分为三种型式：见图4.10•1.满液式•2.非满液式•3.循环式•4.喷淋式2020/3/2第一章16•按冷却介质可分为1.冷却液体的蒸发器(1)立管式或螺旋管式蒸发器－－满液式，制冷效果好，常用于氨系统；(2)卧式壳管式蒸发器－－满液式和非满液式，区别在于满液式：制冷剂在管外蒸发，多用于氨系统，非满液式：制冷剂在管内蒸发，多用于氟利昂系统；2.冷却汽体的蒸发器(1)排管式蒸发器：常用于冷藏库，有蛇形管式、U形管式和搁架式；(2)直接蒸发式空气冷却器广泛应用于冷库和空调系统，区别在于冷库中的低温结霜，故使用较大片距的肋片，通常为6－12mm，空调中的肋片管片距在2－4mm。2020/3/2第一章17第四节蒸发器的选择计算•冷却液体的蒸发器传热系数与水冷式冷凝器的计算相同，包括制冷剂侧的沸腾换热、传热管和垢层的导热及载冷剂侧的对流换热。•蒸发器的选择计算主要是确定传热面积，选择合适的蒸发器即计算载冷剂的循环量。)(lg3.2212112llpolmolwkwkwwmttcQMtKQFttttttt载冷剂的循环量计算；蒸发器的传热面积按制冷剂与载冷剂的温差