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复叠式冷库制冷压缩机的工作原理

    当需要获得更低的温度(如一70~-120℃的低温箱、低温冷库等)时,多级蒸气压缩式制冷循环往往不能满足要求。这是因为采用中温制冷剂的双级(或多级)压缩制冷装置所能得到的最低蒸发温度受到蒸发压力过低带来的一系列限制,比如R12及R2在一80℃时,其蒸发压力已低于0.01MPa。过低的蒸发压力会造成下列问题:
  (1)制冷系统的低压部分在真空下运行,外界与低压设备内的压差增大,容易使空气滲入制冷系统,导致运行性能下降:同时,在安装中对系统的密封性要求更高
  (2)在极低的压力下・制冷剂蒸气的比体积非常大,实际吸入汽缸的气体减少,输气系数减小,为保证一定的制冷量.要求压缩机的尺寸应增大很多
  (3)对于活塞式压缩机,由于吸、排气阀门的启闭特性限制,当吸气压力低于0.01~0.015MPa时,吸气时就难以克服吸气阅上的弹簧力,阅门难以正常工作,以致制冷压缩机不能吸气。
  (4)即使采用双级或多级压缩制冷循环依然能够工作,由于蒸发压力的降低,会使制冷压缩机每一级的压缩比增大,输气系数减小,运行的经济性变差。采用三级及以上的制冷循环,系统变得更为复杂,操作困难,所产生的效果并不明显。
   2.中温制冷剂受自身凝固点的限制,不可能达到很低的蒸发温度。例如,氨的凝固温度为ー77.7℃,所以氨的极限蒸发温度就不能低于-777℃・实际上,当温度接近制冷剂的凝固点时,制冷剂的流动性能变得非常差,几乎失去了循环流动的特性。
   3.当需获得低于-70℃的温度时,就要使用低温制冷剂。低温制冷剂在常压下有较低的蒸发温度,比如R13的蒸发温度在常压下为一81.5℃・而R14为-128℃.因此,使用了低温制冷剂可以在低蒸发温度下获得较高的蒸发压力,从而克服了上述问题。但是低温制冷剂也带来了一个问题,那就是它的冷凝温度要求也低・用一般的水冷和空气冷却都无法使之冷凝为液体,如R13在30℃时其压力已超过临界状态了,必须用人工冷源来冷凝低温制冷剂。另外,即使低于临界温度时,由于低温制冷剂接近临界点向高温热源放热这一特性,使其循环的节流损失很大,循环的经济性变差。
    因此,必须有两个制冷循环,一个是采用低温制冷剂的低温制冷循环、另一个是采用中温制冷剂来冷却低温制冷剂的制冷系统。两个循环通过蒸发冷器连接在一起,这种制冷形式称为复叠压缩制冷复叠压缩有两级复叠、三级复叠等,每一级采用互不相同的制冷剂面双级压缩或级压缩制冷系统的制冷剂为同一种制冷剂。复叠压缩如两级复叠压缩,其低温与高温通过一个热交換器连接、称之为冷发器(也有称为发冷表器的。为了与装发式冷表器的命名加以区别延是称为冷器好).冷发器既是低温的冷凝器,又是高温的蒸发器。