● Ciclo de refrigeración en cascada de dos sistemas de refrigeración de una etapa
● Ciclo de refrigeración en cascada del sistema de compresión de dos etapas
● Ciclo de refrigeración en cascada ternaria
En vista de la baja temperatura por debajo de -20 ℃, se adopta el sistema de ciclo de refrigeración en cascada, y la razón para utilizar el ciclo de refrigeración en cascada de compresión de dos etapas para obtener la baja temperatura:
1. Restricciones sobre las propiedades físicas térmicas de los refrigerantes
El refrigerante de temperatura media utilizado en el ciclo de refrigeración de una sola etapa de la máquina de prueba de temperatura y humedad constante es básicamente R404A, y su temperatura de evaporación es -46.5 ° C (R22 / -40.7 ° C) a una presión atmosférica, pero la transferencia de calor La diferencia de temperatura del condensador enfriado por aire generalmente se toma alrededor de 10 ° C (la diferencia de temperatura entre el evaporador y la caja interna bajo el ciclo de enfriamiento de aire forzado), lo que significa que solo se puede producir una temperatura baja de -36.5 ° C en la caja. Por supuesto, el R404A se puede enfriar reduciendo la presión de evaporación del compresor. La temperatura de evaporación más baja del refrigerante se reduce a -50 ° C; por lo tanto, para obtener una temperatura baja de -50 ° C o menos, se debe usar un ciclo de refrigeración en cascada de refrigerante de temperatura media y refrigerante de baja temperatura para producir una temperatura baja de -50 ° C a -80 ° C. Los refrigerantes de baja temperatura generalmente usan R23, que tiene una temperatura de evaporación de -81.7 ° C bajo una presión atmosférica.
2. Limitación de la relación de presiones del ciclo de refrigeración de vapor comprimido de una etapa
La temperatura mínima de evaporación de un refrigerador de compresión de vapor de una etapa depende principalmente de su presión de condensación y su relación de compresión. La presión de condensación del refrigerante está determinada por el tipo de refrigerante y la temperatura del medio ambiental (como aire o agua). En circunstancias normales, está en el rango de 0,7 ~ 1,8 Mpa, y la relación de compresión está relacionada con la presión de condensación y la presión de evaporación. Cuando la presión de condensación es constante, a medida que la temperatura de evaporación disminuye, la presión de evaporación también disminuye, por lo que aumenta la relación de compresión, lo que provocará que el compresor A medida que aumenta la temperatura de escape, el aceite lubricante se adelgace y las condiciones de lubricación empeoran. En casos severos, puede ocurrir la formación de carbón y la tracción del cilindro; Por otro lado, el aumento de la relación de compresión hará que el coeficiente de suministro de aire del compresor&# 39 disminuya y la capacidad de enfriamiento disminuya, cuanto más se desvía el proceso de compresión real del proceso isentrópico, aumenta el consumo de energía del compresor, el El coeficiente de refrigeración disminuye y la economía disminuye. Se producirán los siguientes efectos.
3. Para cualquier refrigerante, cuanto menor sea la temperatura de evaporación, menor será la presión de evaporación. Una presión de evaporación demasiado baja a veces puede dificultar la inhalación del compresor o permitir que el aire exterior ingrese al sistema de refrigeración.
4. Cuando la temperatura de evaporación es demasiado baja, algunos refrigerantes de uso común han alcanzado la temperatura de congelación y el flujo y la circulación del refrigerante no se pueden realizar.
5. La presión de evaporación disminuye, el volumen específico del refrigerante aumenta, el flujo másico del refrigerante disminuye y la capacidad de refrigeración se reduce considerablemente. Para obtener la capacidad de refrigeración requerida, se debe aumentar el volumen de succión, lo que hace que el compresor sea demasiado voluminoso.
6. Limitación de la disipación de calor de la bobina del compresor
Cuando el compresor de una etapa está funcionando, la temperatura es de alrededor de -35 because, porque la bobina del compresor está hueca en el medio del compresor, lo que causa un problema. A -35 ℃, la baja presión del compresor es un valor negativo, es decir, se crea un vacío, de modo que el calor en la parte superior de la bobina no se puede disipar, por lo que la superficie del compresor está muy fría, pero de hecho, la temperatura interior es muy alta (porque el vacío es el mejor medio de aislamiento térmico).
De lo anterior se puede ver que la prueba de temperatura y humedad constantes puede adoptar un ciclo de refrigeración de una etapa o un sistema de ciclo de refrigeración en cascada para el modelo de -40,, pero el ciclo de refrigeración de una etapa se basa en reducir el grado de apertura del Válvula de expansión del compresor para reducir La restricción del flujo de refrigerante se utiliza para reducir la presión de evaporación (aproximadamente 0,7 atmósferas), obteniendo así una temperatura de evaporación más baja. Este diseño se logra a expensas de la capacidad de enfriamiento del sistema (la capacidad de enfriamiento es solo alrededor del estándar 0.7-0.8), lo que resulta en una baja eficiencia de refrigeración y aumenta la carga del compresor, y es fácil causar que la bobina del compresor sobrecalentarse, lo que afecta la vida útil del compresor.