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雙級壓縮制冷循環的局限性和解決方法有哪些?

   2020-05-27 和平3458
核心提示:為了獲取更低溫度,采用單一制冷劑的多級壓縮循環仍將受到蒸發壓力過低、甚至使制冷劑凝固的限制。

為了獲取更低溫度,采用單一制冷劑的多級壓縮循環仍將受到蒸發壓力過低、甚至使制冷劑凝固的限制。

①雙級壓縮制冷的制冷溫度受制冷劑凝固點的限制不能太低。當蒸發溫度為-80℃時,若采用氨作為制冷劑,它在-77.7℃時就已凝固,使循環遭到完全破壞。

②雙級壓縮制冷受蒸發壓力過低的限制。當蒸發溫度為-80℃時如果采用R22作為制冷劑。此時它雖未凝固但蒸發壓力已低達10kPa,一方面增加了空氣輸入系統的可能性,另一方面導致壓縮機吸氣比容增大(此時蒸氣比容為1. 76m3 /kg)和輸氣系數的降低,從而使壓縮機的氣缸尺寸增大,運行經濟性下降。對于往復式制冷壓縮機而言,氣閥是依靠閥片兩側氣體的壓力差自動啟、閉來完成壓縮機的吸氣、壓縮、排氣和膨脹過程的,當吸氣版力低于15kPa,吸氣閥片因壓差過低而往往無法開啟,壓縮機無法正常工作,增加壓縮機級數也是無濟于事的。

③雙級壓縮受循環壓力比的限制。當需要的蒸發壓力過低時,即便采用雙級壓縮也將使旅一級的壓力比超過規定值,使制冷循環的效率大大降低。如果采用多級壓縮,循環壓力比能夠得到保證。但制冷系統將很復雜,技術經濟性指標不高。

因此為獲得-70℃以下的低溫,需采用低溫制冷劑(凝固點低,沸點也很低),如R13, R14(R13的凝固點為-181,沸點為-81. 4; R14的凝固點為-184. 9℃,沸點為-127. 9)。但這類制冷劑的臨界溫度很低,采用一般冷卻水存在以下局限:由于水溫接近其臨界溫度使氣態制冷劑難以冷凝;即使冷凝,由于接近臨界點,不但冷凝壓力高,而且比潛熱小,因而制冷效率也很低。

解決方法 為降低冷凝溫度,需采用另一臺制冷裝置與之聯合運行,為低溫制冷劑循環的冷凝過程提供冷源,降低冷凝溫度和壓力,即為復疊式制冷。

 
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