复叠式制冷是将两个以上独立的单级制冷循环“复叠”在一起，解决单一制冷剂和单一压缩循环难以实现的深低温制冷问题。中间冷却（完全/不完全）是复叠式制冷或多级压缩制冷中，两个制冷循环之间耦合时的冷却程度。

一、复叠式制冷：实现深低温的制冷技术

通常的单级蒸气压缩式制冷（如家用空调、冰箱），其制冷温度受限于制冷剂的临界温度和压缩比。

若要实现-60℃以下的深低温（如冷链冷冻、科研低温实验），单级压缩的压缩比极高（通常需>20），使得压缩机排气温度过高（可能超过100℃）、容积效率骤降（甚至无法吸气），从而导致系统无法稳定工作。

复叠式制冷通过分段制冷、逐级降温的方式，将一个大温差（如环境温度30℃到目标温度-80℃）拆分为多个小温差，用两个或多个独立的制冷循环 “复叠”在一起协同工作，实现深低温目标。

复叠式制冷可以制取很低的温度，最低可达-140℃左右，适用于需要超低温的科研、生物、化学工业等领域。

复叠式制冷的系统架构与工作原理：

复叠式制冷由高温级循环和低温级循环组成（对于多复叠系统会增加中温级），两级循环之间通过 “蒸发-冷凝耦合”传递冷量。

高温级循环，使用临界温度较高的制冷剂（如R404A、R22），承担“环境温度→中间温度”的降温，其蒸发器直接冷却低温级循环的冷凝器，这个连接两级循环的设备称为冷凝蒸发器，是两级循环的耦合部件，也称为中间冷却器。

低温级循环，使用临界温度较低、低温流动性好的制冷剂（如R23、R14），承担“中间温度→目标低温”的降温，其冷凝器（冷凝蒸发器/中间冷却器）被高温级的蒸发器冷却，自身蒸发器则为用户提供低温冷量。

例如，高温级压缩机将R404A从低压蒸气（蒸发温度-20℃）压缩至高压（冷凝温度30℃，向环境放热），液态R404A在冷凝蒸发器中蒸发，吸收低温级的热量，将冷凝蒸发器温度降至-20℃。

低温级压缩机将R23从低压蒸气（蒸发温度-80℃，吸收用户冷量）压缩至高压，高压R23在冷凝蒸发器（-20℃）中冷凝为液体，放出的热量供高温级吸热蒸发，完成循环。通过这种“接力”，避免了单级循环的高压缩比问题，实现深低温。

二、中间冷却：完全冷却与不完全冷却

中间冷却复叠式制冷或多级压缩制冷中，在“低压级压缩机排气”与“高压级压缩机吸气”之间设置“中间冷却器”，降低进入高压级的蒸气温度，从而降低高压级压缩机的排气温度以保护设备，同时提高压缩机的容积效率和系统COP（能效比）。

根据低压级排气是否被冷却到中间压力下的饱和温度，中间冷却分为完全冷却和不完全冷却两种状况：

中间完全冷却，低压级排气被冷却至中间压力下的饱和温度，冷却后为饱和蒸气进入高压级。

中间不完全冷却，低压级排气仅被部分冷却，温度高于中间压力下的饱和温度，冷却后为过热蒸气进入高压级。 |

1、关键判断

中间完全冷却，冷却后蒸气温度等于中间压力对应的饱和温度；中间不完全冷却，冷却后蒸气温度高于中间压力对应的饱和温度。

2、冷却介质

中间完全冷却，通常使用制冷系统节流后的液体（如蒸发器前的液态制冷剂），冷却能力充足。

中间不完全冷却，冷却介质不足（如冷却器面积小、介质温度高），或者为简化系统省略了部分冷却结构。

3、适用场景

中间完全冷却适用于压缩比大、对排气温度控制严格的系统，如复叠式制冷的高温级、大型冷库等。

中间不完全冷却适用于压缩比不大、对系统简化要求高的场景，如小型螺杆机、部分空调系统等。

4、能效表现

中间完全冷却，冷却更充分，高压级吸气温度低，使得排气温度更低，而能效比COP更高。

中间不完全冷却，冷却不充分，高压级吸气温度较高，使得排气温度略高，同时COP略低于完全冷却。

三、联系与区别

1、复叠式制冷是多级制冷复叠的系统架构，解决深低温需求，由多级循环耦合而成，常采用多级压缩+中间冷却的方式优化性能。

2、中间冷却（完全/不完全）是压缩优化技术，用于复叠式制冷的各级循环中，降低压缩功耗、保护压缩机，二者是“架构”与“核心技术”的关系。

3、选择逻辑

若复叠式制冷的某一级需要大压缩比（如高温级从0.1MPa压缩至1.5MPa），优先采用中间完全冷却，以最大化能效、控制排气温度。

若压缩比小或系统需要简化并降低成本（如小型复叠式设备的低温级），可采用中间不完全冷却，平衡性能与成本。

综上，复叠式制冷是实现深低温的“骨架”，中间冷却（完全/不完全）是优化“骨架”中压缩过程的“肌肉”，二者结合能够实现深低温制冷系统的高效稳定运行。

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