兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)是將一臺(tái)低壓級(jí)壓縮機(jī)和一臺(tái)高壓級(jí)壓縮機(jī)串接起來(lái)，使制冷劑得以在其中依次進(jìn)行兩次壓縮，這樣可以做到，每級(jí)壓縮的壓力比不致過(guò)大而總的壓力比卻大大地提高。圖2-14是這種制冷循環(huán)的流程原理圖。從高壓級(jí)壓縮機(jī)排出的高壓(等于冷凝壓力pk）制冷劑蒸汽進(jìn)入冷凝器，被冷凝為常溫高壓液體，它從冷凝器流出后分為兩路:主要的是流經(jīng)中間冷卻器中盤管，并受到在中間冷卻器中的制冷劑蒸發(fā)冷卻成為過(guò)冷液體，然后經(jīng)膨脹閥進(jìn)入蒸發(fā)器中制取冷量。另一路是經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓至中間壓力Pz后進(jìn)入中間冷卻器，并在其中蒸發(fā)、冷卻盤管中的前一路高壓制冷劑液體。從蒸發(fā)器流出的低壓蒸汽被低壓級(jí)壓縮機(jī)吸入壓縮至中間壓力Pz，排出后與中間冷卻器流出的中壓蒸汽相混合，再被高壓級(jí)壓縮機(jī)吸入并排入冷凝器，這樣，就完成了兩級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的一次循環(huán)。
再以前面所舉的一40℃和一60℃低溫箱為例來(lái)對(duì)比采用單級(jí)和兩級(jí)壓縮制冷方案所取得的不同結(jié)果。設(shè)高壓級(jí)和低壓級(jí)壓縮機(jī)具有相同的壓力比，也就是說(shuō):
根據(jù)這些關(guān)系，可得下列計(jì)算結(jié)果。
從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，兩級(jí)壓縮循環(huán)的高低壓級(jí)壓力比遠(yuǎn)小于單級(jí)壓縮循環(huán)的單級(jí)壓力比。因而采用兩級(jí)壓縮來(lái)實(shí)現(xiàn)一40~—60℃的低溫是切實(shí)可行的。
兩級(jí)壓縮制冷循環(huán)的高壓級(jí)和低壓級(jí)壓縮機(jī)的制冷劑重量流量(每小時(shí)輸出的制冷劑重量)是不等的。高壓級(jí)壓縮機(jī)不僅吸入來(lái)自低壓級(jí)壓縮機(jī)的全部流量，而且還要吸入來(lái)自中間冷卻器的中壓蒸汽。因此，高壓級(jí)壓縮機(jī)的重量流量顯然要大于低壓級(jí)壓縮機(jī)的重量流量。但是，從壓縮機(jī)的容積流量(每小時(shí)輸出的制冷劑容積按吸汽狀態(tài)計(jì)算)來(lái)看情況就有所不同。高壓級(jí)和低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸汽狀態(tài)是不一樣的，與高壓級(jí)相比較，低壓級(jí)所吸入的每公斤制冷劑，由于其壓力較低，p0<pz所以，其容積亦較大，也就是說(shuō)，低壓級(jí)壓縮機(jī)的容積流量要大于高壓級(jí)的。正是由于這個(gè)緣故，實(shí)際兩級(jí)壓縮制冷機(jī)中，高壓級(jí)和低壓級(jí)壓縮機(jī)的理論排量之比一般為1:3或1:2。
