自动复叠制冷系统是一种新型的制冷系统,它经常采用一个普通低温压缩机制取很低的温度,其奥妙在于“一级压缩,多级复叠,自动分离”,即混合工质一次压缩后,在多级复叠管路中的多个冷凝蒸发器中逐级分离,使沸点最低的制冷剂进入蒸发器,制取预定的低温。下面就由制冷快报以实际设计案例,为大家介绍一下自动复叠制冷系统的工作原理及优点。

  设计条件

  系统中充灌两种制冷剂,R23和R22,它们在相同的冷凝压力和蒸发压力下工作,因而在系统中只需要一台压缩机。ACR系统利用了R23的冷凝温度远低于R22的冷凝温度这一特性。(12个大气压下R23饱和温度-22℃, R22饱和温度35℃)

  设计分析

  通常的冷却水温度(或空气温度)不足以使R23冷凝,故R23仍保持气体状态。气态的R23进入冷凝蒸发器中,该处的温度低至可使R23冷凝成液体,再经过节流阀进入蒸发器蒸发实现低温制冷。对于R22,由于其冷凝温度较高,在冷凝器内被冷却水(或空气)冷凝成液体,冷凝液体经节流阀后进入冷凝蒸发器,产生较低的温度使R23冷凝成液体。制冷剂R22吸收了R23冷凝时放出的热量变成蒸气,与来自蒸发器的R23蒸气相汇合,进入压缩机中。严格地讲,在R23的回路中混有少量的R22,在R22的回路中也混有少量的R23。

  R23与R22制冷剂混合使用的自动复叠式制冷系统图

  A—压缩机 B—冷凝器 C、F—储液器 D、I—节流阀 E—冷凝蒸发器 G—回热器 H—蒸发器

  在压缩机A中压缩后的蒸气排到冷凝器B,在这里大量中温组分R22及少量低温组分R23组成的冷凝液体经储液器C和节流阀D到达冷凝蒸发器蒸发;而大量低温组分R23及少量R22组成的未冷凝蒸气,由冷凝器上部引入冷凝蒸发器E,在这里被管内蒸发的液体冷凝。冷凝液流入储液器F,然后由下部引出经节流阀I去蒸发器H蒸发制冷。为了减少损失,在系统中还装设了一个回热器G。

  自动复叠制冷系统虽按单级压缩循环工作,但由于引入了低温制冷剂R23及采用了分凝过程,从而可以达到比较低的蒸发温度,其温度范围低于采用纯工质的两级压缩循环。同时因为蒸发器中R23的液体(含少量R22)蒸发,其蒸发压力较一般的中温制冷剂高,改善了压缩机的工作条件。上述优点在应用纯工质的常规制冷系统中是无法实现的。