Systèmes de réfrigération en cascade

différence significative de température et de pression), des cycles de réfrigération à compression de vapeur deviennent irréalisables. Une des solutions pour de tels cas consiste à effectuer le refroidissement en deux étapes ou plus (c.-à-d. Deux cycles ou plus), qui travaillent dans la série. Ces cycles de réfrigération sont appelés réfrigération en cascade cycles. Ainsi, les systèmes en cascade utilisés pour obtenir des différences de température élevées entre la source de chaleur et le dissipateur de chaleur sont appliqués à des températures de -70C à 100C. L'application du système de compression en trois étapes pour les températures d'ébullition inférieures à -70 ° C est limitée, en raison de difficultés avec la température du réfrigérant de congélation. La non-pertinence d'un système de compression de vapeur à trois étages peut être évitée en appliquant des machines de réfrigération à compression de vapeur en cascade.

Réfrigération en cascade systèmes couramment utilisés dans la liquéfaction du gaz naturel et de certains autres gaz. Dans les grands industriels système de réfrigération en cascade est représenté sur la figure 3.37.

L'avantage le plus important de ce système en cascade est que les réfrigérants peuvent être sélectionnés avec les propriétés appropriées, en évitant les composants les plus volumineux du système. Dans ces systèmes avec plusieurs évaporateurs peuvent être utilisés dans n'importe quel stade de compression. Les frigorigènes utilisés à chaque étape peuvent être différents et sélectionnés pour obtenir des performances optimales à une température donnée de la température ambiante. évaporateur et condenseur.

Une unité de pompage ordinaire, unités de condensation de système de refroidissement mécanique sont capables d'atteindre des températures de la commande. À des températures plus basses requises alors réfrigération en cascade les systèmes doivent être utilisés. Un système en cascade à deux étages utilise deux systèmes de réfrigération, connectés en série pour atteindre une température d'environ -85C. Il y a célibataire compresseur système, qui peut atteindre des températures inférieures à, mais ils ne sont pas largement utilisés. Ces systèmes sont parfois appelés auto systèmes en cascade. Le principal inconvénient de ces systèmes est qu'ils nécessitent l'utilisation d'un réfrigérant à mélange exclusif. Cette caractéristique entraîne trois problèmes liés à:

Une fuite dans le système peut facilement entraîner la perte de seulement une partie des composants réfrigérants du mélange du mélange, composé de différents types de réfrigérants avec différents points d’ébullition), en raison d’un déséquilibre entre le rapport les réfrigérants restants. Pour que le système puisse à nouveau fonctionner, tous les autres réfrigérants doivent être remplacés par un nouveau coût, potentiellement coûteux, afin de garantir la bonne combinaison d'attitude.
Le mélange est exclusif et peut ne pas être facilement disponible auprès des sources d’alimentation frigorifiques traditionnelles et peut donc être difficile et coûteux.
Ces types de systèmes en cascade étant peu utilisés, il est difficile de trouver du personnel de service hautement qualifié sur le terrain, familiarisé avec les procédures de réparation et de maintenance.

Bien entendu, ces problèmes et d’autres peuvent entraîner des coûts non désirés et des temps d’immobilisation.