一  前言

無論是低溫領域還是普冷領域對非共沸混合工質自動復疊制冷循環都有著濃厚的興趣。采用混合工質可以實現非常寬的制冷溫區，而且采用單級油潤滑商用壓縮機驅動混合工質節流制冷具有很高的可靠性、效率和很強的適應性，從而廣泛應用于醫療、軍工、食品、生物等高科技領域內。本文介紹了帶精餾塔的自動復疊制冷循環系統的實驗裝置，針對不同混合工質配比情況，分別進行實驗，通過對實驗結果的分析，認識到混合工質不同配比時對系統的一系列影響情況。

        二  實驗裝置

本實驗裝置采用R13和R22的混合物作為制冷工質，壓縮機的吸氣壓力為150kPa，壓比10，冷凝器出口溫度為28℃，混合工質中R13和R22的質量比是1:3，即R13的摩爾成分為21.6%，R22的摩爾成分為78.4%。

本裝置選用了德國丹佛斯SC18CM型，功率為200W的單級油潤滑全封閉活塞式壓縮機。適用于該壓縮機的制冷劑是R22和R502，潤滑油是礦物油，也適用于R13和R22混合工質的系統。

在混合工質自動復疊制冷循環中，從壓縮機出來的高溫高壓混合工質經冷凝器冷凝后，絕大部分高沸點組分被冷凝成液態，而低沸點組分依然保持氣態。采用合適的氣液分離裝置將不同沸點的組分分離，利用高沸點組分的節流蒸發制冷來冷卻低沸點組分。由于氣液分離的效果直接影響著循環運行制冷的制冷效果，高低沸點的組分在氣液分離器中分離得越徹底，循環所獲得的制冷效果越好。所以本文提出采用精餾裝置替代傳統的氣液分離方式，從而達到提高分離效果的目的。精餾塔有板式塔和填料塔兩類，本實驗裝置選用了填料塔。由R22和R13組成的氣液混合物從中部的進料口進入精餾塔，在精餾塔的上部有一個蛇型盤管冷凝器，冷凝器盤管內流動的是經過節流后的高沸點組分液體。該冷凝器一方面確保混合在低沸點組分R13中的少量高沸點組分R22能冷凝下來，另一方面也冷凝一定量的R13作為回流液。在精餾塔的塔釜，加一個蛇型盤管再沸器，再沸器中從水冷冷凝器出來的制冷劑氣液混合物與塔釜的高沸點組分發生熱交換，使得少量的低沸點工質揮發，通過精餾塔精餾后從塔頂流出。

        三 實驗結果及分析

        3.1 不同配比時系統的降溫情況

工質配比是R13:R22=1:3和R13:R22=1:2時系統運行的降溫曲線。可以看出，隨著制冷系統的正常運行，蒸發器進口溫度T14和低溫箱內的溫度T18有相同的降溫趨勢。在開始運行的半小時之內系統降溫速度很快，隨著箱內溫度達到一定的低溫，系統降溫速度趨于緩和，并逐漸達到一個穩定的最低溫度。配比為1:3時，蒸發器入口溫度達到-65℃以下，低溫箱能較好的保持在-58℃以下；當配比為1:2時，蒸發器入口溫度更低，降到-75℃，低溫箱的溫度能達到-70℃。

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