中間冷卻型式的選擇
雙級壓縮采用中間冷卻既有利于降低高壓級壓縮機(jī)的捧氣溫度,又可以減少功耗。因此,除了少數(shù)特殊情況下采用無中間冷卻循環(huán)外,雙級壓縮一般均采用中間冷卻。常用的中間冷卻方式,主要有完全中間冷卻和不完全中間冷卻兩種。
采用哪一種中間冷卻方式與制冷劑的種類有關(guān)。深入分析可得出結(jié)論:凡是在單級壓縮中采用回?zé)嵫h(huán),其制冷系數(shù)降低的制冷劑,在雙級壓縮循環(huán)中如采用中間完全冷卻,則制冷系數(shù)是提高的;用不完全中間冷卻,翩冷系數(shù)則是降低的。反之,在單級壓縮回熟循環(huán)中,使制冷系數(shù)提高的那些制冷劑,則在雙級壓縮循環(huán)中用完全中間冷卻,制冷系數(shù)卻降低,用不完全中間冷卻,制冷系數(shù)反而提高。
這個(gè)結(jié)論可以這樣來解釋:回?zé)嵫h(huán)是將蒸氣過熱后再壓縮。而中間完全冷卻則是將過熱蒸氣冷卻成飽和蒸氣后再壓縮,兩者正好是相反的現(xiàn)象。當(dāng)用氨作制冷劑時(shí),單級壓縮中采用回?zé)嵫h(huán)制冷系數(shù)將降低。因此在氨兩級壓縮中,中間冷卻方式采用完全中間冷卻,制
冷系數(shù)增大。另外,氨的等熵指數(shù)較大,壓縮終溫較高,采用不完全中間冷卻,將使高壓級排氣溫度升高,使高壓壓縮機(jī)的壓力比限制在較小的范圍內(nèi)。綜上可見,當(dāng)采用氨作制冷劑時(shí),從制冷系數(shù)、單位容積制冷量及排氣溫度,均應(yīng)采用完全中間冷卻方式。
在單級壓縮循環(huán)中,R12、R502等工質(zhì),采用回?zé)嵫h(huán)是有利的,即壓縮機(jī)吸入過熱蒸氣比吸人飽和蒸氣有利(制冷系數(shù)提高,單位容積制冷量增大)。根據(jù)前述結(jié)論,對于R12、R502等制冷劑,應(yīng)采用中間不完全冷卻比較有利。這也可以通過對循環(huán)的分析得到證明。因此,R12、R502等制冷劑,均應(yīng)采用中間不完全冷卻循環(huán)。R22的特性介于R12與氨之間.在雙級壓縮中可以采用完全中間冷卻,也可以采用不完全中間冷卻。對于用R22的小型雙級壓縮機(jī)組,為使系統(tǒng)和設(shè)備簡化起見,通常多按不完全中間冷卻方式工作。
雙級壓縮循環(huán)的中間冷卻,除了用制冷劑冷卻外,還可以采用水冷卻,即利用冷卻水對低壓級的排氣進(jìn)行冷卻。采用中間水冷卻,可以將一部分熱量提前放給高溫?zé)嵩矗ōh(huán)境介質(zhì)),這一方面降低了高壓級的吸排氣溫度,同時(shí)也減小了高壓級壓縮機(jī)的功率。但是,能夠使用中間水冷卻的條件是:低壓級壓縮機(jī)排氣溫度高于冷卻水的溫度。對于大多數(shù)氟利昂制冷劑,這一條件是不存在的,即使對于K值較大的氨,低壓級排氣溫度與冷卻水溫度的溫差
也不很大。因此在現(xiàn)代的雙級壓縮制冷循環(huán)中,中間水冷卻已經(jīng)很少應(yīng)用。