超低溫制冷系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)-塑料低溫脆化試驗(yàn)機(jī)

一,、采用復(fù)疊式制冷循環(huán)的原因

隨著制冷設(shè)備在各行各業(yè)中的廣泛使用，要求達(dá)到的溫度越來越低,，如一120℃～一70,。采用常規(guī)的中溫

制冷劑受到蒸發(fā)壓力過低或制冷劑凝固點(diǎn)的限制。例如R12 與R22 在to=－80℃時(shí)蒸發(fā)壓力低于0.098×105Pa,，

而氨在一77.7℃時(shí)就已經(jīng)凝固了,。

蒸發(fā)壓力過低會(huì)帶來下列問題

（1）空氣容易滲入制冷系統(tǒng)，影響制冷設(shè)備正常工作,。

（2）吸氣比容增大,，輸汽系數(shù)降低，使壓縮機(jī)汽缸直徑增大,。

（3）對活塞式壓縮機(jī)因閥片自動(dòng)啟閉的特性,，當(dāng)吸汽壓力低于0.098～0.147×155Pa 時(shí)將難以克服吸汽閥彈簧

力，使壓縮機(jī)不能正常工作,。因此,，即使再增加壓縮級(jí)數(shù)也無濟(jì)于事。

鑒于上述原因,，當(dāng)要求蒸發(fā)溫度低于一70℃時(shí),，就要用像R13、R14 之類的低溫制冷劑,，這類制冷劑的沸

點(diǎn)一般都在一80℃以下,。但是這類制冷劑的冷凝溫度要求很低，用常溫冷卻水無法將其冷凝為液體,。為此,，出

現(xiàn)了應(yīng)用兩種制冷劑的復(fù)疊式制冷循環(huán)。復(fù)疊式制冷循環(huán)一般采用中溫制冷劑的蒸發(fā)來冷凝低溫制冷劑使其液

化,。爾后,，液體通過節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)制冷。這種方法可達(dá)到一120℃～一80℃的低溫,。

二,、復(fù)疊式制冷循環(huán)的原理

復(fù)疊式制冷系統(tǒng)通常由高溫部分和低溫部分組成、高溫部分使用中溫制冷劑,，低溫部分使用低溫制冷劑,。

每一部分都是一個(gè)完整的制冷循環(huán)。高溫部分系統(tǒng)中制冷劑的蒸發(fā)是用來使低溫部分的制冷劑冷凝,；低溫部分

的制冷劑在蒸發(fā)時(shí)吸熱制冷,。高溫部分和低溫部分用一個(gè)蒸發(fā)冷凝器起來,，它既是——高溫部分的蒸發(fā)器，

又是低溫部分的冷凝器,。這樣低溫部分制冷劑吸收的熱量就可以通過蒸發(fā)冷凝器傳遞給高溫部分的制冷劑,，而

高溫部分的制冷劑再通過其本身系統(tǒng)中的冷凝器將熱量釋放給環(huán)境介質(zhì)（水或空氣）。

一個(gè)復(fù)疊制冷系統(tǒng)可以由兩個(gè)單級(jí)壓縮系統(tǒng)組成,，它的高溫部分和低溫部分分別可采用R22 和R13 作制冷劑,，蒸發(fā)溫度可達(dá)一90～一80℃。

復(fù)疊式制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是：

a,、相同蒸發(fā)溫度時(shí),，復(fù)疊式制冷壓縮機(jī)的尺寸比雙級(jí)制冷壓縮機(jī)要小：例如：t,。＝－60℃時(shí),，R12 一R13

復(fù)疊式制冷機(jī)比R12 雙級(jí)壓縮機(jī)汽缸容積減少65％左右，且功耗還可減少10％以上,。

b,、系統(tǒng)內(nèi)保持正壓，空氣不會(huì)漏入,，因而運(yùn)行穩(wěn)定,。

c、復(fù)疊式制冷機(jī)還可以用不同的制冷方式,。如低溫部分用壓縮式或離心式制冷機(jī)制冷,，高溫部分用吸收

式制冷機(jī)制冷。