雙級壓縮制冷裝置中間壓力-確定

1、雙級壓縮制冷裝置中間壓力-確定            摘要：隨著制冷技術的發(fā)展，對于用冷量大的系統(tǒng)采用單機雙級壓縮制冷裝置已不是最佳方案，而采用單機配打雙級壓縮制冷裝置得到越來越廣泛的應用。本文主要介紹雙級壓縮制冷過程中間壓力對制冷系數(shù)的影響，從而為設計單機配打雙級壓縮制冷裝置時，合理的選擇中間壓力提供依據(jù)。關鍵詞：制冷工況 蒸發(fā)壓力 冷凝壓力  0、引言隨著我國國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，雙級壓縮制冷技術已在國防、科研、化工、醫(yī)院、食品等建筑中廣泛應用，從而使國民經(jīng)濟和

2、社會發(fā)展用于制冷技術方面的能耗逐年增長。一些單位或工廠企業(yè)使用雙級壓縮制冷技術面越來越廣，而對于單機配打雙級壓縮制冷裝置設計使用過程中的通常是簡單選擇中間溫度，也因為目前國內(nèi)、外對于雙級壓縮制冷中間溫度沒有系統(tǒng)的標準，實際運行過程中具有一定的隨意性，從而導致雙級壓縮冷凍機經(jīng)常不處于最大制冷系數(shù)的工況下工作，影響整套設備的制冷效果，不利于節(jié)能要求。我國的節(jié)約能源法中指出，節(jié)能是指加強用能的管理，采取技術可行、經(jīng)濟合理以及環(huán)境和社會可以承擔的措施，減少從能源生產(chǎn)到消費各個環(huán)節(jié)中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源。節(jié)能還包括再生能源和新能源的開發(fā)利用。節(jié)能對于我國現(xiàn)代化建設來說，具有更重大的意義

3、。目前，全國各地電力十分緊張，但所需能量也在迅速增長。由此要求我們制冷專業(yè)人員在設計、施工到運行管理的各個環(huán)節(jié)中都應通力合作，才能實現(xiàn)節(jié)能的目的。1、雙級壓縮制冷系統(tǒng)的基本類型及制冷經(jīng)濟技術指標兩級壓縮制冷機是將壓縮過程分為兩次來實現(xiàn)，系將來自蒸發(fā)器壓為為Pe的低壓制冷劑蒸氣先用低壓壓縮機(或壓縮機的低壓級)壓縮到中間壓力Pm，然后再用高壓壓縮機(或壓縮機的高壓級)壓縮到冷凝壓力Pc。因此，它需要用兩臺壓縮機(或使用雙級壓縮機)?，F(xiàn)在，對于活塞式和螺桿式壓縮機，大多是選用單級壓縮機組合成兩級壓縮制冷機，而不專門針對兩級壓縮制冷的要求設計和生產(chǎn)高壓及低壓壓縮機。1.1 雙級壓縮制冷系統(tǒng)的基本類型

4、T-S圖： P-S圖；理論制冷系數(shù)： 。T-S圖： P-S圖：；。2、中間壓力Pm（或中間溫度Tm）對制冷系數(shù)的影響兩級壓縮制冷系統(tǒng)設計過程中，首先要確定中間壓力。正確而合理的選擇中間壓力，可使制冷循環(huán)具有較高的經(jīng)濟性。在蒸發(fā)壓力Pe和冷凝壓力Pc已給定的情況下，兩級壓縮制冷循環(huán)的中間壓力Pm（或中間溫度Tm）對循環(huán)的經(jīng)濟性、壓縮機的容量和功率都具有一定的影響，因此合理地確定中間壓力Pm（中間溫度Tm）是壓縮機計算過程中的一個重要環(huán)節(jié)。反過來，在在蒸發(fā)壓力Pe和冷凝壓力Pc已給定的情況下，必然對應有一個最佳的中間壓力Pm（中間溫度Tm），滿足使壓縮機制冷系統(tǒng)處于最大制冷系數(shù)條件下工作的中間壓力

5、Pm（中間溫度Tm）。這一點對于無級能量調(diào)節(jié)的螺桿壓縮機組，可以通過微調(diào)制冷壓縮機的能量調(diào)節(jié)來調(diào)整中間壓力Pm（中間溫度Tm），使其穩(wěn)定于最佳中間壓力Pm（中間溫度Tm）條件下工作。也就使制冷裝置經(jīng)常處于最大制冷系數(shù)的狀態(tài)下工作。2.1 對于冷凝溫度保持恒定而蒸發(fā)溫度發(fā)生變化時。這種變工況不但出現(xiàn)在一些蒸發(fā)溫度可以調(diào)節(jié)的試驗用低溫制冷裝置中，而且常出現(xiàn)在任何兩級壓縮制冷機的熱態(tài)啟動過程中。在這樣的情況下，不但制機的制冷量、耗功和制冷系數(shù)要發(fā)生變化，中間壓力和高、低壓壓縮機的壓力比也要發(fā)生變化。下圖為一臺活塞式兩級壓縮氨制冷機冷凝溫度不變時的工作壓力和壓力比隨蒸發(fā)溫度的變化關系。A低壓級蒸發(fā)器

6、B低壓壓縮機 C中間冷卻器 D高壓壓縮機 E冷凝器 F中間壓力蒸發(fā)器 G節(jié)流閥3.2 具有中間壓力蒸發(fā)器的兩級壓縮制冷機已知一個蒸發(fā)溫度和一個冷凝溫度，要求出最佳中間壓力，并根據(jù)這一中間壓力確定高壓級和低壓級壓縮機的理論輸氣量。這種情況對于生產(chǎn)廠家在設計制造單機配打兩級壓縮制冷機中具有現(xiàn)實的意義。此時循環(huán)的中間壓力按制冷系數(shù)最大這一原則確定。由于循環(huán)的型式不同，制冷系數(shù)的表達式也不同，同時制冷系數(shù)都是以焓值表示的，而制冷劑的焓值與壓力、溫度之間又有相當復雜的關系，因此用試湊法或圖解法求中間溫度較為方便。具體步驟是先選取幾個不同的中間溫度1，2，3，算出相應的制冷系數(shù)1，2，2，（采用E電子表格

7、可以方便計算）然后畫在以和為坐標的圖上。連接這些點，形成一條光滑曲線，找出對應于的最佳中間溫度，查制冷劑的熱力性質(zhì)表即可得最佳中間壓力。此方法也可先選取幾個不同的中間壓力Pm，畫出Pm與的曲線。對應于的即為最佳中間壓力P，查制冷劑的熱力性質(zhì)表即可得最佳中間溫度。在文獻資料中，許多作者提出了確定最佳中間壓力的經(jīng)驗公式和圖線。按照這些經(jīng)驗公式和圖線求得的中間壓力與最佳中間壓力很接近，在實用上是頗有價值的。在設計單機配打兩級壓縮制冷機時，可以作為選取中間溫度（中間壓力）的參考值，從而避免設計計算過程中的盲目性。下面列舉幾個經(jīng)驗公式和圖線：    （1）按修正比

8、例中項確定中間壓力（K）T中間溫度；Te蒸發(fā)溫度；Tc冷凝溫度； （3）貝林格對氨制冷機在蒸發(fā)溫度te=-35"-10，tc=20"35的范圍內(nèi)，過冷5時的中間溫度提出下列經(jīng)驗公式Tm=Tp+5 （K）T中間溫度；Tp按壓力比例中項tm=0.4tc+0.6te+3 ()tm中間溫度；tc冷凝溫度；te蒸發(fā)溫度。     2007-04-22        根據(jù)（4）公式分別取一系列的c和e值作出諾模圖，再根據(jù)（定值）。理論體積輸氣量之比；VH高壓級體積輸氣

9、量；VL低壓級體積輸氣量；H高壓級質(zhì)量流量；L低壓級質(zhì)量流量；H高壓級吸氣比容；L低壓級吸氣比容；H高壓級輸氣系數(shù)；L低壓級輸氣系數(shù)。 這一方法也可用試算法求解，即先預取一系列的中間壓力值 (可參見3.2中經(jīng)驗公式計算值作為預取值參考) ，即Pm1，Pm2，Pm3，并計算出相應的高壓級和低壓級的理論輸氣量之比，1，2，3，繪制和Pm的變化曲線，曲線同=C定值的交點即給出所求的中間壓力Pm。此方法也可先預取一系列的中間溫度值繪出和Tm的變化曲線，曲線同=C定值的交點即給出所求的中間溫度Tm。由Tm可求出中間壓力Pm。對于一個實際的設計任務，當用此法確定中間壓力時，如果高壓級和低壓級的壓縮機選配不當，會使制冷循環(huán)的經(jīng)濟性有所降低，此時就需要重新選擇，重新進行計算。因此最好的辦法是先按3.2的步驟確定出最佳中間壓力及最佳中間壓力時的理論輸氣量比，再選配適宜的高、低壓級制冷壓縮機，使其理論輸氣量比盡可能接近最佳中間壓力時的理論輸氣量，然后再按3.3步驟根據(jù)已選擇的高、低壓級制冷壓縮機確定實際運行的中間壓力及其它各項技術經(jīng)濟指標。4、壓縮機的理論輸氣量與制冷量關系計算不同類型的壓縮機理論輸氣量公式各異，下面各分別介紹常用