復(fù)疊式系統(tǒng)是預(yù)冷系統(tǒng)的展開(kāi)，由其他制冷系統(tǒng)來(lái)預(yù)冷。復(fù)疊式系統(tǒng)是第一個(gè)用于生產(chǎn)液態(tài)空氣(簡(jiǎn)稱液空)的液化裝置。復(fù)疊式系統(tǒng)于1933年由Keesom提出。
該系統(tǒng)如圖31-7所示，用氨來(lái)液化1925kPa下的乙烯，再用乙烯來(lái)液化2530kPa下的甲烷，最后用甲烷來(lái)液化1885kPa下的氮?dú)狻Ａ硪粋€(gè)復(fù)疊式系統(tǒng)是用R12, R13和R14來(lái)液化氮、空氣或氧。1954年，鮑爾也介紹了僅使用兩種氟利昂組分的復(fù)疊式系統(tǒng)。從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，它比以上討論的任何系統(tǒng)更接近理想可逆系統(tǒng)，所以最適宜作為液化循環(huán)。 但從圖31-7可以看出，它很復(fù)雜，并不像前面討論的系統(tǒng)那樣可以寫(xiě)出液化率的簡(jiǎn)單表達(dá)式。基于通過(guò)節(jié)流閥的壓降減少，不可逆損失降低這個(gè)事實(shí)，復(fù)疊式系統(tǒng)比上面提到的任何系統(tǒng)的性能都好。所需壓力降低是該系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。但復(fù)疊式系統(tǒng)存在一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，即系統(tǒng)的每一級(jí)循環(huán)都必須完全不漏，以防止流體滲透。這意味著確保不漏維護(hù)十分艱辛，當(dāng)有泄漏產(chǎn)生時(shí)，將帶來(lái)危害。