4。1 压缩机选型 18

4。2 冷凝器选型 18

4。3 蒸发器选型 21

4。4 冷凝蒸发器和回热器选型 22

4。5 节流装置选型 23

5 变工况过程模拟 25

5。1 变工况参数分析 25

5。2 非恒温蒸发情况 33

5。3 本章总结 36

第 II 页 本科毕业设计说明书 

6 自复叠制冷节流阀开度变化分析 38

6。1 过程分析 38

6。2 数值模拟 39

6。3 仿真结果分析 41

6。4 本章总结 43

结 论 44

致 谢 45

参考文献 46

附录 A 常用符号表 49

图 1 仿真监控界面 50

图 2 循环计算及设计程序界面 51

1 引言

随着社会和科技的发展，多行业都对特定的低温环境有着需求。对于普通复叠循环，系 统的制造和控制难度会随着压缩级数的增加而上升[1]，所以难以适用于小型制冷系统。

自复叠(Autocascade)制冷系统利用了非共沸混合工质在相平衡时气、液相成分不同的特 点，可通过一个压缩机实现制取-40℃至-150℃甚至更低温区的低温[2~3]。目前对于自然复叠制 冷循环的研究主要集中在两个方面：一是开发新型混合工质以提高效率，减小对环境破坏[4~6]。 二是对于现有循环流程及装置的改进，如对混合制冷剂进一步精馏分离。

1。1 自复叠制冷技术的发展论文网

1959 年苏联气体研究所的 A 。P 。 Klimeenko 教授应用碳氢化合物与单级压缩多级分凝原 理产生了可液化了天然气的超低温[7~8]。1970 年代形成了较成熟的自然复叠循环理论。80 年 代末美国 REVCO 公司成功制造了可制取-150℃的自复叠低温冰箱。在我国自 80 年代起，华 中理工大学的李文林、华小龙就对混合工质的性质进行了研究[9]。上海理工大学联合海尔集 团生产出了利用 R600a/R23 混合制冷剂的低温冰箱[10]，中科院理化所与美菱制冷联合研制了 可制取-150℃的低温冰箱并投放市场。浙江大学低温所等也进行了一些研究工作[11~13] 。

1。2 自复叠制冷循环的工作原理

自然复叠制冷循环采用两种或两种以上组分的混合工质, 利用不同沸点的制冷剂多级液 化复叠制冷的原理来制取低温。当混合制冷工质进入冷凝器时，低沸点组分在此温度下仍保 持气态，而高沸点组分已大部分被冷凝成液体，之后进入气液分离器中分离成饱和气流和饱 和液流。之后低沸点组分进入冷凝蒸发器被节流后的高沸点组分流蒸发降温冷凝，再经过节 流进入蒸发器就可以蒸发制取低温。整个过程利用混合工质的分凝特性进行自然复叠降温， 用一个压缩机就可以制取比单级压缩更低的温度。