نظام متعدد المراحل من التبريد

يستخدم نظام التبريد متعدد المراحل على نطاق واسع هناك ، حيث تكون درجات الحرارة المنخفضة للغاية مطلوبة ، ولكن لا يمكن إنتاجها اقتصاديًا من خلال استخدام نظام أحادي المرحلة. وذلك لأن نسبة الانضغاط عالية جدًا بحيث لا تصل إلى درجات الحرارة اللازمة للتبخر وتكثيف البخار. هناك نوعان رئيسيان من هذه الأنظمة: تتالي ومتعددة المراحل. يستخدم نظام متعدد المراحل ضاغطين أو أكثر في نظام التبريد نفسه باستمرار. يصبح المبرد بخارًا أكثر سُمكًا لأنه يمر عبر كل منها ضاغط. يرجى ملاحظة أن النظام على مرحلتين (الشكل 3.36) يمكن أن يصل إلى درجة حرارة حوالي 65Р'C وثلاث مراحل من 100VC.

تستخدم الثلاجات أحادية البخار التي يتم ضغطها في مخازن مبردة بمجموعة من + 10VC-30VC. في هذا النظام ، على المبخر المثبتة داخل نظام التبريد والوحدة الهيكلية للثلج ، كمصدر لدرجة حرارة منخفضة ، تمتص الحرارة. الحرارة من خلال مكثف الجانب ارتفاع الضغط.

في الحالات التي توجد فيها اختلافات كبيرة في درجات الحرارة والضغط بين المبخر والمكثف ، تعمل أنظمة ضغط البخار متعددة المراحل وفقًا لذلك. على سبيل المثال ، إذا كانت درجة حرارة الثلاجة (أي الفريزر) ، أقل من 30VC ، فيجب استخدام نظام ضغط متعدد المراحل لمنع نسبة انضغاط عالية. بعض أوجه القصور في نسبة الضغط العالي:

تقليل كفاءة الضغط ،
زيادة درجة حرارة بخار التبريد في الضاغط ، و
الزيادة في استهلاك الطاقة لكل وحدة من منتجات التبريد.

الشكل. 3.36a هو مخطط تخطيطي لوحدة التبريد بضغط البخار على مرحلتين ، والتي يمكن أن توفر درجات حرارة أقل من 30VC (تقريبًا حتى 50VC) ، ويتم عرض مخطط Ts و log Ph في الشكلين 3.36b و 3.36c. يستخدم هذا النظام أيضًا الهواء البارد الوسيط.

على سبيل المثال ، يمكن أن توفر أنظمة التبريد ثلاثية المراحل درجة حرارة المبخر خارج 100VC. في مرحلتين ، يظهر مبرد كتلة مضغوط في المرحلة الأولى ، وبعد أن يتم تسخينه باستخدام المبرد البيني ، يتم ضغطه في المرحلة الثانية. يستخدم Intercooler بين درجتين من الضغط لتقليل الضغط. بمعنى آخر ، يتم ربط ضاغط معززة (المرحلة الأولى) ومبرد داخلي سائل للغاز بمرحلة واحدة من الدورة. المبردات الفرعية المبردة تتدفق سائل التبريد إلى المبخر عن طريق تبخر جزء من سائل التبريد بعد تنظيم المرحلة الأولى. يتم إرجاع غاز الفلاش في نقطة وسيطة في عملية الانضغاط من أجل تعزيز كفاءة الضغط عن طريق تبريد الغاز شديد الحرارة. ليس فقط الضاغط ، ولكن مجموعة الضواغط اللازمة للاستخدام في كل مرحلة ، وهذا يتوقف على القوة ودرجة الحرارة. في الأنظمة الأكبر ذات المبخرات المتعددة ومعاملات الانضغاط الكبيرة (درجة الحرارة) ، زاد عدد المبردات الداخلية وعائدات مراحل الضغط من كفاءة النظام ، وبالتالي نمو COP.