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(lái)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(guò)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(guò)低會(huì)帶來(lái)下列問(wèn)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(duì)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(wú)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(lèi)的低溫制冷劑，這類(lèi)制冷劑的沸
點(diǎn)一般都在一80℃以下。但是這類(lèi)制冷劑的冷凝溫度要求很低，用常溫冷卻水無(wú)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(lái)冷凝低溫制冷劑使其液
化。爾后，液體通過(guò)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(lái)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(lái)，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(guò)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(guò)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?。豪纾簍。＝－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。