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对蒸发温度低于-30℃的系统,双级压缩系统相对于单级压缩机组有以下几个优点:
1、 节省系统的运行费用
在同样制冷量的系统,双级压缩系统的总轴功率比单级压缩机组要低,参见下面的“经济器VS双级压缩”一节。
2、 对电网要求降低
主要表现在以下两个方面:
a、 双级压缩系统中电机额定功率的总和小于单级压缩机组电机额定功率的总和;
b、 分级启动降低了压缩机启动电流,蒸发冷,减小启动电流对电网的冲击;
3、 部分负荷运行的
a、 在部分负荷下,经济器对单级压缩机组已失去了意义,蒸发冷价格,故单级压缩机组在部分负荷下的效率进一步降低;
b、 对双级压缩系统,在部分负荷下通过高、低压级压缩机能量的调节,仍可以维持在一个较高的效率下运行;
4、 高、低压级压缩机的运行
高、低压级压缩机均运行在效率较高点,充分发挥了内容积比调节的优势,对单机而言其COP值高;机组运行时的油温、排温适中;
5、 中间压力下可以附带附加的负荷,实现双温工况
在类似冷库的系统中,通常需要多个不同的蒸发温度。对低于-30℃的工况可采用双级压缩,在中间压力下,可增加高压级压缩机的数量或排量,提供附加的负荷,向冷藏室、冷却间等供冷。
对螺杆机而言,当蒸发温度长期小于等于-30℃时,并不是所有情况都需要采用双级压缩,蒸发冷选型,当所需制冷量较小时,可采用单台带经济器螺杆式制冷机组以简化系统,只有系统所需制冷量较大,且蒸发温度长期小于等于-30℃时,才宜采用双级压缩。
以上五种循环方式中,对同样型号的高压级、低压级压缩机而言,有以下两个特点:
1、 中间完全冷却系统的COP值较中间不完全冷却系统的COP值高。这是因为,在中间完全冷却的情况下,高压级的吸气过热度低,吸气比容小,蒸发冷安装,质量流量大。
2、 两级节流系统较一级节流系统的COP值高,这是因为:
a、 两级节流系统中的中间冷却器实质上是一个闪蒸器,不存在传热和传热温差,向蒸发器供液的温度更低,也就是制冷剂液体的过冷度更大。
b、 节流次数越多,则节流损失越小。
因此,根据以上两个特点,系统d的COP值应是五种循环中高的。但是,两级节流制冷循环方式也有不利的两个因素:
1、 两级节流系统向蒸发器供液的状态是饱和液体,在节流机构前由于阻力及环境热量的传入等因素易产生闪发蒸汽,故不适宜向远处或高处供液。
2、 两级节流系统的负荷调节困难。中间冷却器中制冷剂的流量等于蒸发器的蒸发量,当负荷变化时,必须不断调节节流元件的开启度,或采用较大容积的中间冷却器。