Σύστημα ψύξης πολλαπλών σταδίων

Το σύστημα πολλαπλών σταδίων ψύξης χρησιμοποιείται ευρέως εκεί όπου απαιτούνται εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, αλλά δεν μπορούν να παραχθούν οικονομικά με τη χρήση ενός συστήματος ενός σταδίου. Αυτό συμβαίνει επειδή ο λόγος συμπίεσης είναι πολύ υψηλός για να φτάσει στις θερμοκρασίες που είναι απαραίτητες για την εξάτμιση και συμπυκνώνει τον ατμό. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι τέτοιων συστημάτων: καταρράκτης και πολλαπλά στάδια. Το σύστημα πολλαπλών σταδίων χρησιμοποιεί δύο ή περισσότερους συμπιεστές που είναι σταθερά στο ίδιο σύστημα ψύξης. Το ψυκτικό μέσο γίνεται όλο και πιο χοντρός ατμός καθώς περνά μέσα από το καθένα συμπιεστής. Σημειώστε ότι το σύστημα δύο σταδίων (Εικ. 3.36) μπορεί να φτάσει σε θερμοκρασία περίπου 65R'C και σε τρία στάδια του 100VC.

Τα ψυγεία τύπου συμπίεσης μονής ατμού χρησιμοποιούνται ψυκτικές αποθήκες με εύρος + 10VC-30VC. Σε αυτό το σύστημα, στο εξατμιστή εγκατεστημένο στο σύστημα ψύξης και τη δομική μονάδα πάγου, ως πηγή χαμηλής θερμοκρασίας, απορροφά τη θερμότητα. Η θερμότητα μέσα από το συμπυκνωτής πλευρά υψηλής πίεσης.

Σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν μεγάλες διαφορές θερμοκρασίας και πίεσης μεταξύ του εξατμιστή και του συμπυκνωτή, τα συστήματα πολλαπλών σταδίων συμπίεσης λειτουργούν αναλόγως. Για παράδειγμα, εάν η θερμοκρασία του ψυγείου (δηλ. Του καταψύκτη), κάτω από-30VC, απαιτείται σύστημα συμπίεσης πολλαπλών σταδίων για να αποφευχθεί ένας υψηλός λόγος συμπίεσης. Μερικά από τα μειονεκτήματα του υψηλού λόγου συμπίεσης:

Μείωση της αποτελεσματικότητας της συμπίεσης,
Αυξήστε τη θερμοκρασία του ατμού του ψυκτικού μέσου στον συμπιεστή και
Η αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας ανά μονάδα ψυκτικών προϊόντων.

Το σχήμα 3.36a είναι ένα σχηματικό διάγραμμα της μονάδας ψύξης με συμπίεση ατμού δύο σταδίων, η οποία μπορεί να παρέχει θερμοκρασίες κάτω από -30VC (περίπου έως 50VC), ενώ το σχήμα Ts και η λογαριθμική απεικόνιση Ph παρουσιάζονται στα σχήματα 3.36b και 3.36c. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί επίσης τον ενδιάμεσο ψύκτη αέρα.

Για παράδειγμα, ένα σύστημα ψύξης τριών σταδίων μπορεί να παρέχει μια θερμοκρασία του εξατμιστή εκτός του 100VC. Σε δύο στάδια παρουσιάζεται ένα μπλοκ ψυκτικού που συμπιέζεται στο πρώτο στάδιο και μετά από υπερθέρμανση με intercooler, συμπιέζεται περαιτέρω στο δεύτερο στάδιο. Ο διακόπτης Intercooler χρησιμοποιείται μεταξύ δύο βαθμών συμπίεσης για τη μείωση της συμπίεσης. Με άλλα λόγια, ένας συμπιεστής αναρρόφησης (πρώτου σταδίου) και ένας ενδιάμεσος ψύκτης αερίου-υγρού συνδέονται σε ένα στάδιο του κύκλου. Ο ενδιάμεσος ψύκτης υποβιβάζει τη ροή υγρού ψυκτικού μέσου στον εξατμιστή με το τμήμα εξάτμισης του ψυκτικού μέσου μετά την ρύθμιση του πρώτου σταδίου. Το αέριο λάμψης επιστρέφεται σε ένα ενδιάμεσο σημείο κατά τη διαδικασία συμπίεσης, προκειμένου να ενισχυθεί η απόδοση συμπίεσης με ψύξη υπερθερμανθέντος αερίου. Όχι μόνο ο συμπιεστής, αλλά και η σειρά των συμπιεστών που πρέπει να χρησιμοποιηθούν σε κάθε στάδιο, ανάλογα με την ισχύ και τη θερμοκρασία. Σε μεγαλύτερα συστήματα με πολλαπλούς εξατμιστές και μεγάλους συντελεστές συμπίεσης (θερμοκρασίας), ο αριθμός των αποδόσεων μεταξύ των ψυγείων και των σταδίων συμπίεσης αύξησε την αποτελεσματικότητα του συστήματος και ως εκ τούτου την ανάπτυξη του COP.