复叠冷冻机组通常由两个部分(也可由三个部分) 组成,分别称为高温部分及低温部分。高温部分使用中温制冷剂,低温部分使用低温制冷剂,而每一部分都是一个完整的单级或双级压缩制冷系统。高温部分系统中制冷剂的蒸发是用来使低温部分系统中制冷剂冷凝,而只有低温部分系统的制冷剂在蒸发时才制取冷量。高温部分和低温部分用一个冷凝蒸发器联系起来,它既是高温部分的蒸发器,又是低温部分的冷凝器。
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低温复叠冷冻机组大都以R22/ R23 为制冷剂。为满足环保要求,高温侧制冷剂也可以考虑NH3、R404A、R507等。低温冷藏与速冻也可以用CO2做低温侧制冷剂。
一、中间温度的确定
复叠式制冷循环中中间温度的确定应根据制冷系数大或各个压缩机压力比大致相等的原则。前者对能量利用最经济,后者对压缩机气缸工作容积的利用率较高(即输气系数较大) 。由于中间温度在一定范围内变动时对制泠系数影响并不大,故按各级压力比大致相等的原则来确定中间温度似乎更为合理。
二、膨胀容器
复叠冷冻机组停止运转时,由于系统内的温度升高到了环境温度,低温制冷剂全部气化成过热蒸汽,并且将高于规定的大工作压力,这种情况是不允许的。因此要在系统中接入一个膨胀容器,以便在停机后大部分的制冷剂蒸汽进入膨胀容器中,膨胀容器可以接到吸气管上,也可以接到排气管上,接到吸气管上时,膨胀容器所需要的容积较小,因而比较合理 。
膨胀容器的容积可按如下方法计算:
V p = ( Gd*vp - V d)*vd/(vd – vp)
式中: V d 为不计膨胀容器容积时,低温部分的制冷系统总容积(m3) ; vp 为设计温度、设计压力下低温系统制冷剂过热气体比容(m3/ kg) ; v d 为设计温度、吸气压力下低温系统制冷剂过热气体比容(m3/ kg) ; Gd 为不计膨胀容器容积时,低温系统制冷剂充注量(kg) 。