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采用復疊式制冷的原因

更新時間:2021-05-24      點擊次數(shù):3295

采用復疊式制冷的原因:

1、蒸發(fā)溫度必須高于制冷劑的凝固點,否則制冷劑無法進行循環(huán)。當制冷循環(huán)的蒸發(fā)溫度,低于該制冷劑凝固點時,制冷劑就會凝固而無法流動,從而失去循環(huán)流動的特性。例如:R717的凝固點是-77.7℃,R717制冷循環(huán)的極限溫度是-77.7℃;

2、蒸發(fā)溫度很低時,一般制冷劑蒸發(fā)壓力很低,比體積很大,所以制冷劑單位容積制冷量很小,這樣使壓縮機尺寸過于龐大。如常用的制冷劑R22、R17,在t k =40℃,t 0 = -70℃時,它們的單位容積制冷量分別只有當t k =40℃,t 0 = -15℃時的6.9%、和5.2%。而且過低的蒸發(fā)壓力還增加空氣滲入制冷劑系統(tǒng)的可能性,同時由于級間的壓力增大,使壓縮機的輸氣系統(tǒng)減小,系統(tǒng)的運行性能下降,也對安裝中系統(tǒng)的密封性要求很高;

3、低溫制冷劑大多是有機物質,凝固點低,如R13的凝固點在 -180℃,并且低飽和溫度氣化時,對制冷循環(huán)的吸氣性能影響較小。但低溫制冷劑的臨界點低,如R13的臨界點為28.8℃,臨界壓力為3.861MPa,當t k >=28.8℃時,R13的冷凝壓力不僅高而且超出臨界壓力,所以在一般情況下,低溫制冷劑不能像高溫、中溫制冷劑那樣用水、空氣等普通冷卻介質來完成冷卻冷凝過程。

4、對于活塞式壓縮機,由于氣閥的特性,當吸氣壓力低于15kPa時,氣閥將因氣缸內外壓差過小而無法開啟。因此使用活塞式壓縮機的循環(huán)能達到的溫度只能是與15kPa相對應的飽和蒸氣溫度。如果要達到更低的蒸發(fā)壓力,即便級數(shù)再多也無能為力。若改用沸點低的制冷劑,雖然蒸發(fā)壓力可不低于15kPa,但其冷凝壓力太高,接近臨界壓力,此時循環(huán)節(jié)流損失很大。例如:t 0 = -100℃時,R13的冷凝壓力為p 0 = 0.0332MPa,但同時它的冷凝壓力卻太高,當t k =30℃時,R13已經達到超臨界狀態(tài),因此單一的低溫制冷劑的多級循環(huán)仍然不行。 為了解決上述的問題,采用了兩種制冷劑的復疊式乙二醇冷凍機制冷循環(huán)。

復疊式制冷機組是可以提供超低溫冷源的,用于工業(yè)或實驗需要超低溫冷源控溫的工藝,如反應釜、新能源等控溫。

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