(1)合理的温差。复叠制冷循环由于需要获取低温,其不可逆损失必然会随着蒸发温度的降低而增大。所以,低温下传热温差对循环性能的影响尤其重要。因此,蒸发器的传热温差一般不大于5℃。冷凝蒸发器传热温差一般为5~10℃,通常取△t=5℃。
(2)设置低温级排气冷却器。设置低温级排气冷却器是为了减少冷凝蒸发器热负荷,提高循环效率。按其蒸发温度和制冷剂不同,循环的制冷系数可提高7%一18%,压缩机总容量可减小6%一12%。
(3)采用气一气热交换器。气一气热交换器通过低温级压缩机排出的过热蒸气加热蒸发器出来的低温饱和蒸气,提高低温级压缩机的吸气温度,改善压缩机工作条件,降低压缩机排气温度,减小冷凝蒸发器热负荷。
(4)设置气一液热交换器(回热器)。它是用蒸发器出来的低温蒸气过冷节流阀前的制冷剂液体,使循环的单位制冷量增加,同时增加压缩机的吸气过热,改善压缩机工作条件。一般在循环系统的高温部分和低温部分都需要设置回热器。压缩机吸入蒸气的过热度应控制在12~63℃的范围。蒸发温度高时取小值,低时取大值。在使用气一液热交换器尚不能达到上述过热度要求时,可加一个气一气换热器配合使用。
(5)低温部分设置膨胀容器。低温级由于低温制冷剂临界温度低,常温下饱和压力较高。停机时系统内温度逐渐回升到环境温度,低温制冷剂全部汽化成为过热蒸气,往往使系统内压力超过最大工作压力。因此,常在低温系统中设置膨胀容器,以便于系统停机后大部分低温制冷荆进人膨胀容器,避免系统内压力过度升高。
(6)复叠式制冷系统的启动特性。鉴于低温级系统停机时,制冷剂处于超临界状态的特点,装置启动时,应先启动高温部分,使低温部分的制冷剂在冷凝蒸发器内得以冷凝,促使低温级系统内平衡压力逐渐降低。当其冷凝压力低于16×10²kPa时,可启动低温部分,保证系统安全投入运行。在低温级系统设置膨胀容器的情况下,高温级和低温级可以同时启动。膨胀容器具有防止启动时低温系统超压的功能,启动时低温系统的压缩机排气压力超过安全限定值时,接在膨胀容器上的减压阀立即自动开启,使排气的一部分流到膨胀容器中去,消除系统的超压现象。在完成低温级启动过程、投入正常运行后,膨胀容器内的低温制冷剂又将通过接在压缩机吸气管上的毛细管,利用压差的作用回到系统循环。小型复委式制冷装置通常采用同时启动的方式。