雙級壓縮制冷
一、采用兩級壓縮的原因
制冷系統(tǒng)的冷凝溫度（或冷凝壓力）決定于冷卻劑（或環(huán)境）的溫度，而蒸發(fā)溫度（或蒸發(fā)壓力）取決于制冷要求。由于生產(chǎn)的發(fā)展，對制冷溫度的要求越來越低，因此，在很多制冷實際應(yīng)用中，壓縮機要在高壓端壓力（冷凝壓力）對低壓端壓力（蒸發(fā)壓力)的比值（即壓縮比）很高的條件下進行工作。由理想氣體的狀態(tài)方程 Pｖ/T≡Ｃ可知，此時若采用單級壓縮制冷循環(huán)，則壓縮終了過熱蒸氣的溫度必然會很高(Ｖ一定，Ｐ↑→Ｔ↑），于是就會產(chǎn)生以下許多問題。
1、壓縮機的輸氣系數(shù)λ大大降低，且當(dāng)壓縮比≥20時，λ＝0 。
2、對于活塞壓縮機，由于余隙容積的存在，當(dāng)壓比達到20時，壓縮機幾乎不吸氣。壓縮機的單位制冷量和單位容積制冷量都大為降低。
3、壓縮機的功耗增加，排氣溫度升高。節(jié)流損失增大，壓縮機制冷量減小。
4、排氣溫度高，潤滑油變稀，潤滑條件減弱，甚至油會出現(xiàn)結(jié)碳現(xiàn)象，且必須采用高著火點的潤滑油，因為潤滑油的粘度隨溫度升高而降低。
5、被高溫過熱蒸氣帶出的潤滑油增多，增加了分油器的負荷，使冷凍機油汽化、油蒸氣大量進入系統(tǒng)，影響換熱器的換熱效果。
綜上所述，當(dāng)壓縮比過高時，采用單級壓縮循環(huán)，不僅是不經(jīng)濟的，而且甚至是不可能的。為了解決上述問題，滿足生產(chǎn)要求，實際中常采用帶有中間冷卻器的雙級壓縮制冷循環(huán)。但是，雙級壓縮制冷循環(huán)所需的設(shè)備投資較單級壓縮大的多，且操作也較復(fù)雜。因此，采用雙級壓縮制冷循環(huán)并非在任何情況下都是有利的，一般來說，單級氨制冷壓縮機壓比超過8，氟機超過10，采用雙級壓縮較為經(jīng)濟合理。
二、雙級壓縮制冷循環(huán)的原理與應(yīng)用
雙級壓縮制冷循環(huán)是將壓縮過程分為兩個階段進行。來自蒸發(fā)器的低壓氣體（壓力為P0）先經(jīng)過低壓級壓縮機壓縮至中間壓力（Pm），經(jīng)過中間冷卻器冷卻后再進入高壓級壓縮機，壓縮到冷凝壓力（Pk）排入到冷凝器中。兩個階段的壓縮比各自都保持在10以內(nèi)。
例如：-35/+35℃系統(tǒng)：蒸發(fā)溫度-35℃，蒸發(fā)壓力（絕對壓力）0.093Mpa；冷凝溫度+35℃，冷凝壓力（絕對壓力）1.353Mpa；采用單級循環(huán)：壓比 1.353/0.093 = 14.55；
采用雙級循環(huán)：中間壓力取為：0.355Mpa（絕對壓力）；壓比：高壓級 1.353/0.355=3.81；低壓級 0.355/0.093 = 3.82
三、雙級壓縮制冷循環(huán)節(jié)流方式
兩級壓縮制冷循環(huán)由于節(jié)流方式和中間冷卻程度不同而有不同的循環(huán)方式，通常分為：兩次節(jié)流中間完全冷卻、兩次節(jié)流中間不完全冷卻、一次節(jié)流中間完全冷卻和一次節(jié)流中間不完全冷卻四種兩級壓縮制冷循環(huán)方式。其中，兩次節(jié)流是指制冷劑從冷凝器出來要先后經(jīng)過兩個膨脹閥再進入蒸發(fā)器，即先由冷凝壓力節(jié)流到中間壓力，再由中間壓力節(jié)流到蒸發(fā)壓力，而一次節(jié)流只經(jīng)過一個膨脹閥，大部分制冷劑從冷凝壓力直接節(jié)流到蒸發(fā)壓力，相比之下，一次節(jié)流系統(tǒng)比較簡單，且可以利用其較大的壓力差實現(xiàn)遠距離或高層冷庫的供液。因此實踐中采用的基本上都是一次節(jié)流兩級壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)。至于采用哪一種中間冷卻方式，由選用制冷劑的種類來決定。通常兩級壓縮氨制冷系統(tǒng)采用中間完全冷卻，而兩級壓縮氟利昂制冷系統(tǒng)，則常采用中間不完全冷卻。
四、一次節(jié)流中間完全冷卻的雙級循環(huán)
在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的低壓低溫制冷劑蒸氣，被低壓壓縮機吸入并壓縮成中間壓力的過熱蒸氣，然后進入同一壓力的中間冷卻器，在中冷器內(nèi)被冷卻成干飽和蒸氣。中壓干飽和蒸氣又被高壓壓縮機吸入并壓縮到冷凝壓力的過熱蒸氣，隨后進入冷凝器被冷凝成制冷劑液體。然后分成兩路，一路經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓后進入中間冷卻器，大部分液體從另一路進入中間冷卻器的盤管內(nèi)過冷，但由于存在傳熱溫差，故其在盤管內(nèi)不可能被冷卻到中間溫度，而是比中間溫度一般高△ｔ＝３－５℃。過冷后的液體再經(jīng)過主膨脹閥節(jié)流降壓成低溫低壓的過冷液，最后進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，產(chǎn)生冷效應(yīng)。