复叠式制冷简介

两级压缩制冷循环能解决压比过大导致的压缩机问题：容积效率下降、压缩过程损失大、排气温度过高。

制冷剂有效制冷范围：临界温度Tc以下，标准沸点温度Tb以上；超过Tc，则无冷凝相变过程，低于Tb，会出现向系统内泄漏空气问题。

Tc/Tb=0.6 ，限定了Tk-TO的范围；即存在冷凝温度Tk和蒸发温度T0都高或都低，不存在适合Tk高和T0低的制冷剂，即某种制冷剂都有适宜工作温区；工作温区跨度过大时，单个制冷剂无法满足。

冷凝温度Tk通常由环境空气温度或水温决定；蒸发温度TO由被冷却对象温度决定。

蒸气压缩式复叠制冷系统与循环：

从上至下，各子系统采用制冷剂沸点从高到低；

整套系统有总工作温差ΔT，各子系统存在工作温差ΔTi

上一级的蒸发器和下一级的冷凝器耦合，叫蒸发/冷凝器，其传热温度为复叠温差。

高温级R22，低温级R23；高温级R22先给低温箱预冷，然后再启动低温级，冷却到-80℃。

1. 复叠式制冷循环的应用温度范围和制冷剂

复叠制冷与两级压缩制冷的比较

复叠温度和复叠温差：

复叠温度：总温差确定，各子系统具有一定的独立性，复叠温度对总COP影响不大；按照压比大致相同确定复叠温度，保证各压缩机工作容积效率较高；

复叠温差：即蒸发/冷凝的传热温差，5～10℃；复叠温度越低，则复叠温差越小；

蒸发器传热温差：应小于5℃。

辅助热交换器的使用：

回热器：低温制冷剂，即使有用过热，也会使单位容积制冷量减小；吸气温度不宜低于-30℃，否则与环境温差过大，管道绝热不好产生有害过热；采用气-液热交换热，甚至气-气热交换器提高吸气温度；

水冷却器：低温子系统压缩机排气，先经过水冷却器，用常温水降温消除过热，可减小蒸发/冷凝器的热负荷，减轻高温子系统热负荷，减小功耗，提高COP。

启动和防止停机时低温子系统超压的措施:

启动：先启动高温子系统，其蒸发温度降低到下一级子系统冷凝压力不超上限时，启动下一级子系统；

停机：停机后，低温子系统压力会超过限定值。大型系统，短期停机，高温子系统间歇运行；长期停机时，低温子系统制冷剂抽出，放置在高压钢瓶内；以防止低温子系统压力过高；

停机：小型系统，严格控制低温子系统的制冷剂充灌量和附加膨胀容器；膨胀容器可放在吸气侧，容积较小；膨胀容器可放在排气侧，容积较大；

自行复叠循环：

非共沸混合制冷剂：标准沸点相差很大的制冷剂混合，如R22和R23；

多级分凝循环；分凝器中高沸点制冷剂先冷凝，高沸点仍为气体；冷凝蒸发器中，低沸点制冷剂被高沸点制冷剂液体冷凝；低沸点制冷剂节流后进入蒸发器；

严格讲，R23回路中混有R22，R22回路中也混有R23。

自行复叠循环能效比较低：高沸点制冷剂冷凝低沸点制冷剂，为内部热交换；高沸点和低沸点制冷剂很难分离彻底，使冷凝器、冷凝蒸发器相变换热效率不高；

可满足较低温度需求，但能效比不高。

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