近年来,随着科学和经济的高速发展,无论是在生活还是生产中,人们都对低温要求越来越高。单级压缩制冷系统却因容积系数和排气温度的限制,不能达到较低的蒸发温度。所以,多级压缩逐渐进入人们的视线,引起科技工作者的青睐。本文自行设计搭建了一台一级节流中间不完全冷却双级压缩实验装置。双级压缩系统是将压缩过程分成两个阶段,单个阶段压比较小,两个压缩机均能稳定运行。根据设计工况和参数,首先进行了初步的理论计算。根据理论计算结果对系统主要设备,如压缩机,冷凝器等进行了设计计算和选型。并根据系统控制需求对系统的测控部分也进行了设计与选型。然后,自组装搭建一套实验工作装置。该套装置中使用的量热器是新型套管式电量热器,电加热棒外套铜管,卷制成套管式电量热器。制冷剂通过电量热器时,被电加热棒加热,电加热棒的功率即系统制冷量。其测量结果准确快速,大大缩减了测量时间。自行设计安装的双级压缩制冷系统经过实验稳定性验证后,通过实验考察了制冷剂充注量,冷却水流量,蒸发温度,手动调节阀开度对双级压缩制冷系统性能的影响。针对实验数据,分析原因并对双级压缩系统进行合理改进。实验中使用精密手动调节阀调节中间压力,转子流量计调节冷却水流量,接触式调压器调节蒸发温度。经过实验调整后的双级压缩制冷系统,运行稳定,操作方便。实验数据表明该装置制冷剂充注量为1.8kg时,系统COP比较大。在蒸发温度-30℃,冷却水流量7kg/min,手动调节阀开度为0.1时,系统COP达到最大值,即1.06。此时,阀门开度对应的中间压力为0.63MPa左右,高低温压缩机压比分别为2.48和3.45,排气温度分别为102℃和78.6℃,有效解决了单级压缩系统蒸发温度低时,压缩机压比大,排气温度高的问题。同时,该制冷系统可作为实训装置平台,随时可以测试双级压缩系统各设备进出口的热力学状态参数,能够为冷藏冷冻、热泵循环系统用的双级压缩系统的研究提供数据和理论分析的依据。