A refrigeração da cascata refere um dispositivo da refrigeração composto de dois ou mais sistemas do ciclo de refrigeração da compressão da único-fase (ou dobro-fase) usando dois ou mais líquidos refrigerantes. É usado geralmente em facilidades de baixa temperatura de -120°C∽-60°C, tais como o ultra-baixo armazenamento de frio da temperatura, as facilidades rápidas do processo de congelação, as indústrias biológicas e químicas que exigem a ultra-baixa tecnologia da temperatura, e as caixas da baixa temperatura.
O dispositivo comum da refrigeração da cascata é dividido em uma peça de alta temperatura da fase e em uma peça da fase da baixa temperatura na estrutura de sistema. A parte de alta temperatura usa o líquido refrigerante médio da temperatura, e a peça da baixa temperatura usa o líquido refrigerante da baixa temperatura. A evaporação do líquido refrigerante na parte de alta temperatura condensa o líquido refrigerante na peça da baixa temperatura, e as duas peças são conectadas por um evaporador de condensação para formar um todo. O evaporador de condensação é o evaporador da parte de alta temperatura e o condensador da divisória da baixa temperatura. O diagrama do exemplo é como segue:
1. Peça de baixa temperatura da fase: O gás de baixa temperatura do líquido refrigerante do evaporador, após a passagem através do regenerator de baixa temperatura da fase, é comprimido pelo compressor de baixa temperatura da fase e entra então na fração do óleo. A maioria do óleo de lubrificação no líquido refrigerante de baixa temperatura é separado da fração do óleo. O óleo de lubrificação retorna ao compressor, e o gás do líquido refrigerante com pouco índice de óleo entra no pré-arrefecedor a ser precooled, e entra então no evaporador de condensação. No evaporador de condensação, o calor liberado pelo líquido refrigerante de baixa temperatura é absorvido pelo líquido refrigerante de alta temperatura. Quando o líquido refrigerante de alta temperatura evapora, o líquido refrigerante de baixa temperatura condensa-se. O líquido refrigerante de baixa temperatura condensado passa através de um filtro de secagem, um regenerator de baixa temperatura, e passa então com a válvula de fluxo entra no evaporador para terminar um ciclo de refrigeração.
2. Peça de alta temperatura da fase: o gás de alta temperatura do líquido refrigerante evaporado após ter absorvido o calor no evaporador de condensação é sugado e comprimido pelo compressor de alta temperatura da fase e entra então no condensador refrigerado a ar para a condensação, liberando o calor ao meio refrigerando, e o líquido de alta temperatura condensado do líquido refrigerante entra no acumulador, e entra então no evaporador do condensador através da válvula de secagem do filtro e de regulador de pressão para terminar um ciclo de refrigeração.
Ao contrário das unidades de refrigeração ordinárias da compressão da único-fase, as unidades de refrigeração da cascata têm dois componentes especiais, um evaporador do condensador e uma embarcação da expansão. em:
1. Evaporador de condensação: Geralmente, um tubo-tipo permutador de calor ou um placa-tipo permutador de calor da placa são usados. Ao usar um permutador de calor tubular como um evaporador de condensação, é geralmente a evaporação no tubo e na condensação entre os tubos. Isto é, o líquido refrigerante na parte de alta temperatura evapora nos tubos, e o líquido refrigerante na peça da baixa temperatura condensa-se entre os tubos. Quando um permutador de calor da placa é usado como um evaporador de condensação, um distribuidor líquido do líquido refrigerante está instalado geralmente na entrada do líquido refrigerante da fase de alta temperatura, de modo que o líquido refrigerante líquido flua uniformemente em cada canal.
2. Embarcação da expansão: Quando as paradas do dispositivo da refrigeração da cascata que correm, a temperatura de cada parte do sistema aumentarão gradualmente, o líquido refrigerante de baixa temperatura será vaporizado no vapor, e a pressão continuará a aumentar. Desde que outros componentes e encanamentos no dispositivo da refrigeração têm alguma capacidade de rolamento da pressão do limite, a fim impedir que a pressão aumente além do valor de limite, uma embarcação da expansão é instalada na divisória da baixa temperatura. Quando a pressão alcança algum valor, a válvula de controle da pressão está aberta automaticamente para fazer a parte da refrigeração que o agente entra na embarcação da expansão, limitando a pressão no sistema de ser demasiado alta.
Ao ligar o dispositivo da refrigeração da cascata, a parte de alta temperatura é começada geralmente primeiramente, e então a peça da baixa temperatura está começada. A operação deve ser realizada do acordo restrito com as exigências do fabricante.
| projeto | Refrigeração da cascata | Refrigeração de duas fases da compressão |
| Características de sistema | Complexo, exigindo dois grupos de subsistemas e dois líquidos refrigerantes; Os líquidos refrigerantes da baixa temperatura são muito mais caros do que líquidos refrigerantes médios da temperatura |
Simples, apenas um líquido refrigerante médio da temperatura. Somente um compressor de duas fases da único-máquina é exigido; no caso dos compressores de duas fases de duas fases, a distribuição do óleo de lubrificação nos dois compressores precisa de ser segurada bem |
| Características de funcionamento | 1. Há uma diferença da temperatura da cascata, causando perdas irreversíveis. 2. Devido à capacidade refrigerando de grande volume do líquido refrigerante criogênico, o tamanho do compressor criogênico é pequeno e a eficiência mecânica é alta. 3. A pressão de cada compressor é moderado, e a eficiência volumétrico e a eficiência indicada do processo de compressão podem ser melhoradas. 4. O sistema tem a pressão positiva ou a pressão negativa suave, o perigo da infiltração do ar da parte externa no sistema é pequeno, e a estabilidade da operação é boa. 5. A escala de ajuste da temperatura é pequena. |
1. Não há nenhuma perda irreversível. 2. O compressor de baixa pressão da fase tem o grande tamanho e a baixa eficiência mecânica. 3. A eficiência volumétrico e indicou que a eficiência do compressor de baixa pressão da fase é baixa. 4. O grau de pressão negativa da máquina de baixa pressão é alto, e o perigo da infiltração externo do ar no sistema é alto. 5. grande escala de ajuste da temperatura. |
| aplicação principal | Dispositivo para a produção industrial, dispositivo em grande escala da baixa temperatura do teste. | Instalações de teste pequenas, especialmente para as aplicações que exigem o regulamento de temperatura largo. |