徐琳娇，张 华，肖丽媛，王国栋

（上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093）

自复叠制冷系统是采用一台压缩机，工质采用两种及以上的非共沸制冷工质的制冷系统。该系统可以用于制取−40 ℃至−160 ℃的低温［1-2］。传统制冷系统在制取低温时面临压缩机压比过大，润滑油在低温区凝固等一系列问题，因此自复叠系统在低温区的应用具有广泛的前景。目前对自复叠制冷系统的研究主要集中在：①对原有流程的改进，如采用新型换热器；② 采用新型的制冷工质，如采用多元工质，自然工质替代等［3］。为了达到−150 ℃的柜温，本文采用一种四级自复叠制冷系统，将由R600a、R134a、R23、R14、R50 和R740 等6 种工质组成的非共沸混合制冷剂，并分析低温箱体的降温特性、压缩机的运行特性和混合工质的节流特性。

1 四级自复叠制冷系统

图1 为设有一个回热器和四个逆流换热器的单级压缩四级自复叠制冷系统原理图。该系统理想工作流程为：混合工质经压缩机A 压缩为高温高压气体，经过油分离器B 后进入冷凝器C 冷凝，其中高沸点工质大部分被冷凝为液体，中、低沸点工质混合物仍为气体，气液混合物进入第一级换热器E1（也为回热器）与从蒸发器内出来的低温工质和每级回气的混合工质气体进行换热并被进一步冷却，然后进入气液分离器F1，在重力的作用下气液分离，中、低沸点气态混合物经F1的顶部进入下一级换热器E2，高温液态工质自F1的底部经过毛细管G1节流降压降温后也进入E2与中、低沸点气态混合物进行换热。……