Циклы и принципиальные схемы паровых многоступенчатых холодильных машин
Причины перехода к многоступенчатым процессам сжатия и дросселирования
При понижении температуры испарения Т0 - снижается давление Р0, а при повышении температуры конденсации Тк – увеличивается давление Рк. В итоге увеличивается степень повышения давления в компрессоре 
и разность давлений Рк-Р0. Увеличение степени повышения давления в ступени приводит к следующим отрицательным явлениям:
1) снижается коэффициент подачи компрессора, а следовательно, уменьшается его КПД и производительность;
2) растет температура нагнетания в компрессоре, что может вызвать пригорание или самовозгорание масла, температурные деформации и т.п.;
3) возрастают поршневые усилия, т.е. нужны электродвигатели с большим моментом вращения. Это ведет к удорожанию установки;
4) увеличивается работа сжатия паров ХА, а следовательно, растут энергозатраты в компрессоре;
5) растут потери дросселирования ХА и уменьшается холодопроизводительность цикла q0.
Иллюстрация указанных процессов в цикле приведена на рис. 5.1.
Рис.5.1. Изменение цикла ХМ при увеличении температуры конденсации 
и снижении температуры кипения 
Если перейти от одноступенчатого сжатия к двухступенчатому, то цикл ХМ трансформируется, как это видно на рис.5.2.
Преимущества перехода на многоступенчатое сжатие:
1) уменьшаются степени повышения в ступенях компрессора 
где z – число ступеней, eк – общая степень повышения давления в компрессоре. Это ведет к росту коэффициента подачи, т.е. возрастают КПД и производительность компрессора;
Рис.5.2. Трансформация цикла ХМ: 1-2-3-4-1 – одноступенчатый цикл; 1-5-6-7-3-8-9-10-1 – цикл с двухступенчатым сжатием и двухступенчатым дросселированием
Преимущества перехода на многоступенчатое сжатие:
1) уменьшаются степени повышения в ступенях компрессора
где z – число ступеней, eк – общая степень повышения давления в компрессоре. Это ведет к росту коэффициента подачи, т.е. возрастают КПД и производительность компрессора;
2) уменьшается работа сжатия на величину Dlк (см. рис.5.2);
3) снижается температура нагнетания ХА Т7<Т2;
4) появляется возможность получения холода 2-х температур в одной установке. Это увеличивает экономичность холодильной машины и станции в целом.
Схемы двухступенчатых ХМ отличаются большим разнообразием. Они различаются числом ступеней дросселирования, способами промежуточного охлаждения ХА между ступенями сжатия, типами промежуточных сосудов и др. У каждой схемы свои достоинства и недостатки. Более подробно смотри, например, [3]. Для примера рассмотрим некоторые наиболее типичные схемы.