双级压缩制冷的原理

制冷循环根据节流次数可分为单级压缩循环，双级以及多级。 两级压缩制冷循环是指来自蒸发器的制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后，才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器。

压缩式制冷示意图

两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机。

（其中一台为低压级压缩机，另一台为高压级压缩机）两级系统，也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统，其中一个或两个汽缸作为高压缸，其余几个汽缸作为低压缸，其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2?。

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两级压缩系统的制冷循环过程

从高压储液桶出来的高压液体分为三路：

一路去总调节站，供给温度较高的系统。

另一路经节流膨胀后送到中间冷却塔，以冷却低压级排出的过热氨蒸汽和排管中的高压液体。

最后一路进入中间冷却塔的蛇形排管，在中间冷却塔中被冷却后节流，供给蒸发温度较低的系统使用。氨油分离器是为了减少润滑油在中间冷却塔对蛇形排管的污染，以保持蛇形排管的传热系数于正常状态。

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两级压缩制冷循环分类

• 两级压缩制冷循环按中间冷却方式可分为 中间完全冷却循环与中间不完全冷却循环 ；

两级压缩制冷循环的中间冷却方式与制冷剂的种类有关。
如在氨两级制冷压缩机中，一般都采用中间完全冷却循环；而在氟利昂两级制冷压缩机中，大多采用中间不完全冷却循环。这是因为氟利昂制冷剂的绝热指数比氨小，对排气温度影响不大。

• 两级压缩制冷循环按节流方式又可分为 一级节流循环和两级节流循环 ，所谓中间完全冷却是指将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸汽。

如果低压级排气虽经冷却，但并未冷到饱和蒸汽状态时，称为中间不完全冷却。如果将高压液体先从冷凝压力Pk节流到中间压力Pm，然后再由Pm节流降压至蒸发压力Po，则称为两级节流循环。如果制冷剂液体由冷凝压力Pk直接节流至蒸发压力Po，则称为一级节流循环。

关于两级压缩制冷循环的动态示意图如下：

①一级节流，中间完全冷却的双级压缩制冷循环

制冷循环示意图

工作过程

在蒸发器中产生的低压低温制冷剂蒸气，被低压压缩机吸入并压缩成中间压力的过热蒸气，然后进入同一压力的中间冷却器，在中间冷器内被冷却成干饱和蒸气。
中压干饱和蒸气又被高压压缩机吸入并压缩到冷凝压力的过热蒸气，随后进入冷凝器被冷凝成制冷剂液体。然后分成两路，一路经膨胀阀Ｆ节流降压后进入中间冷却器，大部分液体从另一路进入中间冷却器的盘管内过冷。
但由于存在传热温差，故其在盘管内不可能被冷却到中间温度，而是比中间温度一般 高△ｔ＝３－５℃ 。过冷后的液体再经过主膨胀阀节流降压成低温低压的过冷液，最后进入蒸发器吸热蒸发，产生冷效应。

这种循环系统只适用于Ｒ717与Ｒ22的双级制冷循环系统中。

②一级节流，中间不完全冷却的双级压缩制冷循环.

制冷循环意图

工作过程：

从蒸发器出来的蒸汽经回热器后被低压压缩机吸入，压缩到中间压力并与中冷器出来的干饱和蒸汽在管路中进行混合，使从低压机排出的过热蒸汽 被冷却后再进入高压压缩机，经压缩到冷凝压力并进入冷凝器。
冷凝后的高压制冷剂液体进入了中冷器的蛇形盘管进行再冷却，然后进入回热器与从蒸发器出来的低温低压蒸汽进行热交换，使从中冷器蛇形盘管中出来的过冷液体再一次得到冷却，最后经膨胀阀进入蒸发器吸热蒸发。

这种循环系统只适用于Ｒ717与Ｒ22的双级制冷循环系统中。

③两级节流，中间完全冷却的双级压缩制冷循环.

制冷循环意图

工作过程

来自蒸发器的制冷剂饱和蒸气被低压级压缩机吸入，并压缩到中间压力pm，排入中间冷却器，被其中的制冷剂液体冷却成为饱和蒸气，同时中间冷却器中的一部分液体制冷剂吸热变为饱和蒸气，两者一起进入压缩机高压级，再次被压缩到冷凝压力pk。
进入冷凝器并冷凝成饱和液体，经节流阀A降压到中间压力pm，并进入中间冷却器而分离成蒸气和液体两部分。在中间冷却器中，液体制冷剂的一小部分用于冷却低压级的排气变成蒸气，并随同低压排气、节流产生的蒸气一同被高压级吸回。
液体制冷剂的大部分则经节流阀B节流到蒸发压力p0，并进入蒸发器制取冷量循环如此周而复始地进行。

这种型式的制冷循环系统，只适用于Ｒ717或Ｒ22的双级压缩制冷循环系统中。为了防止从中间冷却器出来的饱和液体在管路中闪发成蒸汽，通常要求中间冷却器与蒸发器之间的距离要近。

④两级节流，中间不完全冷却的双级压缩制冷循环?.

这一循环适宜于氟利昂离心式制冷机。

制冷循环意图

⑤两级节流，具有中间蒸发器的中间完全冷却的双级压缩制冷循环。

制冷循环意图