1.膨胀机的结构和优化设计应适应c������2跨界两相流的要求 2.解决膨胀机和压缩机的连接以及膨胀功的回收问题 ➢ 膨胀机：是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度 降低的原理以获得能量的机械，分为活塞膨胀机和透平膨胀机两 类。
➢ 分析计算表明，对于双级压缩c������2制冷循环系统，再计算蒸发温度范围内， 膨胀机有效损失占总有效损失的比例小于节流阀，蒸发温度越低差值越大 。3-18结果也表明，三种循环中，带膨胀机c������2制冷循环单位制冷量火用损 失最小，利用膨胀机不但可以回收一部分膨胀功野符合能量使用的原则。
➢ 改进和完善c������2制冷循环系统方式，优化系统设计，使其不但在环境安全， 而且在能量有效利用上野具有和常规制冷工质相竞争的优势，是c������2制冷技 术推广和应用的关键
双级压缩两次节流循环
中间不完全冷却循环 中间完全冷却循环
一次节流中间完全冷却与不完全冷却循环
➢ 一次节流、中间完全冷却两级压缩的系统原理图和P-h图
一级节流中间不完全冷却
➢ 完全冷却与不完全冷却的区别？ 完全冷却是进入中间冷ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器冷却位饱和蒸汽，中间不完全冷却则是不
进入中间冷却器而是与中间冷却器流出的中间压力下的饱和蒸汽再管道 中混合成为中间压力下的过热蒸汽，进入高级压缩机。 ➢ 不完全冷却的P-h图
由图可以看出两次节流方案单位制冷量比一次节流的打。一次节流无过冷循环单 位制冷量为������0 = ℎ1 − ℎ10‘，两次节流时������0 = ℎ1 − ℎ5’。
相同条件下采用一次节流和两次节流进行了实际计算分析，压缩机选用 S8-12.5和S6-12.5两种机型，高压级和低压级压缩机的理论输气量之比分 别为1:3和1:2。考虑两种冷凝温度，并且考虑压缩机的指示效率和摩擦
功率。制冷剂为氨，一次节流时，高压氨液中间冷却器盘管温度比中间 温度高5℃，低压级压缩机吸入蒸汽过热度为5℃，计算结果如表
• 由表可知高压压缩机的指示功率，两次节流时比一次节流时减少，低 压压缩机的指示功率两次节流比一次节流时增加。但因减少的的值比 增加的大，再压缩机总功率不变的情况下，压缩机的总功率仍然降低 。
• 根据表中数据得氨双级压缩制冷系统综合高、低压级压缩机的效果， 两次节流比一次节流的功率略微减少。
• 另外，采用两次节流时，中间冷却器内不需设置过冷盘管，简化了设 备结构，降低初投资，具有一定的节能效果。目前在我国除小型制冷 装置外，大多数氨双级制冷装置采用氨泵供液，因此一次节流失去意 义了。另外二次节流前的氨液比一次节流的温度低，再蒸发温度下形 成的无效气体少，二次节流温差小，节流损失少，所以再双级压缩制 冷循环中，两次节流是值得重视的节能措施之一，应加以宣传。
单级压缩中采用回热循环制冷系数变化
在双级压缩中宜采用的冷却方式
例如
降低
中间完全冷却
氨
增大
中间不完全冷却
R12、R502
➢ 双级压缩一次节流和二次节流选择
一次节流和二次节流的选择不受制冷剂的限制，这两种方案再实际工程中都有应 用。 采用一次节流双级压缩循环可使盘管来的制冷剂液体仍保持着冷凝压力Pk，可供 液给较远或者较高的蒸发器，这对大型冷库、多层次冷库的重力供液制冷系统较 为有离利，且高压液体在管道中不会因为管道阻力损失出现吸热汽化现象，这种 方案在我国广泛应用。
什么叫双级压缩
制冷蒸汽分别在高压级、低压级两个气缸中进行压缩 ，也就是说来自蒸发器的低压制冷蒸汽首先被吸入低 压压缩机进行压缩，达到一定压力后某一中间压力时 排除低压压缩机，进入中间冷却器，然后再进入高压 压缩机进一步压缩到冷凝压力。
双级压缩制冷循环的类型
双级压缩一次节流循环
中间不完全冷却循环 中间完全冷却循环
两级压缩两次节流中间完全冷却与不完全冷却
➢ 两级节流：它是指高压的制冷液体首先由冷凝压力经过膨胀阀节流降 到中间压力，然后再由中间压力经膨胀阀节流降压到蒸发压力。
➢ 两级压缩中间不完全冷却
从蒸发器出来的低压蒸发器被低压压缩机吸入并压缩到中间压力（Pm）， 与中间冷却器中的饱和蒸汽在管路中混合，一同进入高压压缩机继续压 缩到冷凝压力（Pk），后进入冷凝器冷凝成液体。液体出冷凝器流经第 一节流阀节流到中间压力进入中间冷却器与低压压缩机出来的蒸汽换热， 变为饱和液体和饱和气体两部分，饱和气体与低压蒸汽混合后变为过热 蒸汽一同进入高压压缩机，饱和液体经第二节流阀节流到蒸发压力（Po）
新的进展
➢ c������2跨临界双级压缩带膨胀机制冷循环
目前主要的循环方式有单级压缩回热循环、双级压缩回热循环和单级压缩带膨胀机 循环等。分析表明单级压缩回热循环的COP值仅为常规工质（R22、R134a）制冷剂的 70%-80%左右，即使双极压缩COP依然很低。新的思路是利用膨胀机代替节流阀，以回 收高压到低压的膨胀功。 c������2的较低膨胀比（2-4）和较高的膨胀功回收比，使膨胀机循 环具有可行性。 ➢ c������2胀机面临的技术问题
➢ 两级压缩两次节流中间不完全冷却
完全冷却与不完全冷却的区别
两者区别在于不完全冷却循环中高压压缩机吸入的是过热蒸汽，而完全 冷却循环吸入的是饱和蒸汽，3-6为管道中的混合过程，通过混入部分中 间温度的饱和蒸汽使低压压缩机排出的气体温度降低，实现不完全冷却 。
如何选择使用哪种冷却方式？
➢ 采用哪种冷却方式与制冷剂种类有关
为什么采用双极压缩？
因为通常的单级压缩循环采用中温制冷剂也只能打到-20℃~-35℃， 如果需要更低的温度单级压缩制冷机无法实现。
单级压缩制冷所能达到的蒸发温度受压缩机的压力差和压比限制， 当冷凝温度一定，蒸发温度的降低必然使压差和压比增大。一旦压 力比大于8或者10，压差大于1.329×10³kPa时，导致机件损坏，压缩 机排气温度过高，润滑油变稀，过高使润滑油碳化，进而使运行困 难。采用单级压缩机显得不经济而且使不可能的。