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圖1（A-低壓壓縮機(4F10型，n=960 r/min) B-高壓壓縮機(2F10H型，n=600r/min) C₁、C₂-油分離器 D-冷凝器，E-干燥過濾器 F-中間冷卻器 G-蒸發器 H-氣液熱交換器(回熱器) I₁、I₂-熱力膨脹閥 J₁、J₂-電磁閥）示出上海某冷氣機廠生產的SD2—4F10A型兩級壓縮制冷機的流程圖，它是由兩臺活塞式壓縮機、一臺冷凝器、一臺蒸發器和相應的輔助設備及控制閥門組成。各個設備的名稱及管道連接方式已在圖中示明，下面僅說明制冷機的工作過程。^[1]

蒸發器G中產生的制冷劑蒸氣(壓力為p₀)，經回熱器H與高壓液體發生熱交換，溫度提高后，進入低壓壓縮機A，被壓到中間壓力p_m。低壓壓縮機的排氣*入油分離器C₁，蒸氣中夾帶的潤滑油被分離出來并自動返回壓縮機A的曲軸箱中，而蒸氣出油分離器后，進入高壓壓縮機B，被繼續壓縮到冷凝壓力p_t。制冷劑蒸氣從高壓壓縮機排出后，先流經油分離器C₂，將潤滑油分出(分離出的油自動流回壓縮機B的曲軸箱中)，然后進入冷凝器D中冷凝為液體。由冷凝器出來的高壓液體，先流經干燥過濾器E，除去水分和機械雜質，然后分為兩路；一路經熱力膨脹閥I₁供入中間冷卻器F，在其中蒸發制冷，用以冷卻另一路高壓液體，而蒸發的蒸氣同低壓壓縮機的排氣混合，一同進入高壓壓縮機被壓縮，另一路(主要的一路)高壓液體，依次流經中間冷卻器F及回熱器H，被進一步冷卻之后，經熱力膨脹閥I₂供入蒸發器G，在其中蒸發制冷，并對外提供冷量。這樣便完成了兩級壓縮制冷循環。該制冷機可以用R22或R12為制冷劑，蒸發溫度可低達-70℃。^[1]

圖2（A-低壓壓縮機 B-高壓壓縮機 C-油分離器 D-單向閥 E-冷凝器 F-高壓貯液器G-過冷器 H-中間冷卻器 I-浮球調節閥 J-調節站 K-氣液分離器 L-冷卻排臂）示出食品冷庫常用的以氨為制冷劑的兩級壓縮制冷機的流程簡圖。圖中只畫出流程的主要部分，省去了放油、排除空氣、熔霜、排液等管道系統。它是由兩臺活塞式壓縮機、一臺冷凝器、多臺并聯的室內冷卻排管(冷卻空氣的蒸發器)和輔助設備、控制閥門等組成。圖2所示流程同圖1所示流程相比，主要有如下的區別：①庫房一般較多，故采用多臺并聯的室內冷卻排管，每層樓的庫房用一個氣液分離器并采用重力供液方式，而每個氣液分離器有一根自調節站來的供液管，②在冷凝器后設有一臺高壓貯液器，它具有足夠的容量，以適應多個蒸發器的供液不均勻性，并可減少每年向系統中補充氨液的次數；③中間冷卻器不只用來冷卻高壓氨液，同時還用來冷卻低壓壓縮機排出的氨氣。^[1]

上述兩種兩級壓縮制冷機工作過程的區別，主要是中間冷卻方式不同。在圖2所示汽程中，由高壓貯液器引出的氨液，在過冷器G中被冷卻之后分為兩路：主要的一路流經中間冷卻器內的盤管，被進一步冷卻后，經調節站分別供液到各個冷卻排管(蒸發器)；另一路經浮球調節閥節流到中間壓力，進入中間冷卻器中蒸發制冷，用來冷卻盤管內的高壓氟液和低壓壓縮機的排氣。低壓壓縮機的排氣是直接通入中間冷卻器的氨液中，并被冷卻到中間壓力下的飽和溫度，匯同中間冷卻器中產生的氨氣，一起進入高壓壓縮機被繼續壓縮。其余部分的工作過程與圖1所示流程相同。^[1]

由圖1和圖2所示的兩級壓縮制冷機的流程，可以抽象出兩級壓縮制冷循環的原則性系統圖，如圖3(A-蒸發器 B-低壓壓縮機 C-中間冷卻器 D-高壓壓縮機 E-冷凝器 F-主節流閥 G-中間冷卻器的節流閥)所示。在原則性系統圖中，只畫出構成循環的設備及其連接方式，而略去了其它設備和控制閥門等。這兩個循環的液體節流方式有一共同之點，就是供向蒸發口的制冷劑液體，在中間冷卻器中被冷卻之后，經主節流閥F，由冷凝壓力一次節流到蒸發壓力，故稱為一級節流兩級壓縮循環。但兩個循環的低壓壓縮機排氣的冷卻方式是不相同的。圖3表示一級節流兩級壓縮制冷循環的原則性系統圖。其中a)中間不冷卻；b)中間冷卻。在圖3b所示的循環中，是令低壓壓縮機的排氣同中間冷卻器中的制冷劑液體直接接觸，并被冷卻到中間壓力下的飽和溫度，故稱中間冷卻。在圖3 a所示的循環中，是令低壓壓縮機的排氣，同中間冷卻器中產生的蒸氣在管道中混合，在這一混合過程中，低壓壓端機排氣的溫度有所降低，但不能達到中間壓力下的飽和溫度，故稱中間不冷卻。

兩級壓縮制冷循環可以有不同的型式，其差別主要體現在制冷劑液體的節流方式和低壓壓縮機排氣的冷卻方式兩個方面。液體節流方式有一級節流和兩級節流兩種。采用一級節流時，可利用其較大的壓力差，實現遠距離供液及向多層冷庫供液，而且供液量便于凋節，故應用較廣；采用兩級節流時，循環的制冷系數較高，而且中間容器中產生的氣量較多(因進入第二節流閥的液體已達中間壓力下的飽和溫度)，故適宜用于離心式制冷機。低壓壓縮機排氣的冷卻方式，有中間不冷卻和中間冷卻兩種。采用哪一種方式是與制冷劑的種類有關。就兩級壓縮循環中的高壓壓縮機而言，當采用中間冷卻時，吸入的是飽和蒸氣，相當于單級壓縮制冷機的無回熱循環；當采用中間不冷卻時，吸入的是過熱蒸氣，相當于單級壓縮制冷機的回熱循環。由此可知，對于R12和R502，采用中間不冷卻循環比較有利，高壓部分的單位容積制冷量增大，循環的制冷系數提高；對于R717則宜于采用中間冷卻循環。對于R22，兩種中間冷卻方式均可采用，而一般多采用中間不冷卻。^[1]