制冷系统中，为什么要采用双级压缩制冷系统

制冷系统中，为什么要采用双级压缩制冷系统？

在制冷循环中，单级制冷系统用于低蒸发温度时，压缩比增大。当压比过大时：
压缩机压缩过程中内部泄漏增加，输气系数明显降低。
对于活塞压缩机，由于余隙容积的存在，当压比达到20时，压缩机几乎不吸气。
耗功增加，排气温度升高。
节流损失增大，压缩机制冷量减小。
排气温度高，润滑油变稀，润滑条件减弱，甚至油会出现结碳现象。
排气温度高是限制活塞压缩机压缩比的最大因素。
排气温度高，使冷冻机油汽化、油蒸气大量进入系统，影响换热器的换热效果。
一般来说，单级氨制冷压缩机压比不超过8，氟机不超过10。
若要达到比较低的蒸发温度，就要采用双级压缩甚至多级压缩。

2 双级压缩制冷循环的原理
双级压缩制冷循环是将压缩过程分为两个阶段进行。来自蒸发器的低压气体（压力为P0）先经过低压级压缩机压缩至中间压力（Pm），经过中间冷却器冷却后再进入高压级压缩机，压缩到冷凝压力（Pk）排入到冷凝器中。两个阶段的压缩比各自都保持在10以内。
例如-35/+35℃系统：蒸发温度-35℃，蒸发压力（绝对压力）0.093Mpa；冷凝温度+35℃，冷凝压力（绝对压力）1.353Mpa；
采用单级循环：压比 1.353/0.093 = 14.55；
采用双级循环：中间压力取为：0.355Mpa（绝对压力）； 压比：高压级 1.353/0.355 = 3.81；
低压级 0.355/0.093 = 3.82。

双级压缩制冷循环由于节流级数和中间冷却方式不同而有不同的循环形式。有两级节流和一级节流，中间完全冷却和中间不完全冷却。下面介绍两种常用双级压缩循环。

3 一级节流中间完全冷却双级循环

通常双级压缩氨制冷系统采用中间完全冷却循环。

4实现双级压缩的办法
1）多台压缩机组成的双级系统（双级配搭），其中一台或几台作为低压级，一台作为高压级；
2）由一台压缩机组成的单机双级系统，如单机双级活塞制冷压缩机和单机双级螺杆制冷压缩机。
3）通常高、低压级的体积排气量之比为1：2或1：3。并以Pm=√P0×Pk 时最为经济。

5采用双级压缩制冷循环的特点
由于各级压比均减小，压缩机的输气系数大大提高。
采用中间冷却，降低了高压级排气温度，改善了压缩机润滑条件。
功耗降低。例如，t0=-30℃,tk=30℃时，采用双级压
缩的功耗要比采用单级压缩减少功耗12 %。
采用双级压缩要比单级压缩多一台压缩机、一个中间
冷却器、一只节流阀，投资成本增加。因此，只有在低蒸发温度时采用双级压缩才较为合理。