Système de refroidissement à plusieurs étages

Le système de refroidissement à plusieurs étages est largement utilisé là-bas, où des températures extrêmement basses sont requises, mais ne peut pas être produit de manière économique grâce à l'utilisation d'un système à un étage. En effet, le taux de compression est trop élevé pour atteindre les températures nécessaires à l'évaporation et à la condensation de la vapeur. Il existe deux types principaux de tels systèmes: en cascade et à plusieurs étages. Le système à plusieurs étages utilise deux compresseurs ou plus faisant systématiquement partie du même système de refroidissement. Le frigorigène devient de plus en plus épais à mesure qu’il passe à travers compresseur. Veuillez noter que le système à deux étages (Fig. 3.36) peut atteindre une température d'environ 65Р'C et trois étages de 100VC.

Les réfrigérateurs du type à compression simple vapeur sont des entrepôts frigorifiques utilisés avec une gamme de + 10VC-30VC. Dans ce système, sur le évaporateur installé dans le système de réfrigération et l'unité structurale de la glace, en tant que source de basse température, il absorbe la chaleur. La chaleur à travers le condenseur côté haute pression.

Dans les cas où il existe de grandes différences de température et de pression entre l'évaporateur et le condenseur, les systèmes de compression de vapeur à plusieurs étages fonctionnent en conséquence. Par exemple, si la température du réfrigérateur (congélateur) est inférieure à 30VC, un système de compression à plusieurs étages est requis pour éviter un taux de compression élevé. Certains des inconvénients d'un taux de compression élevé:

Réduire l'efficacité de la compression,
Augmenter la température de la vapeur de réfrigérant dans le compresseur, et
L'augmentation de la consommation d'énergie par unité de produits de réfrigération.

La figure 3.36a est un diagramme schématique du groupe frigorifique à compression de vapeur à deux étages pouvant fournir des températures inférieures à -30VC (jusqu'à environ 50VC). Le schéma Ts et log Ph est présenté aux figures 3.36b et 3.36c. Ce système utilise également l'air de refroidissement intermédiaire.

Par exemple, un système de réfrigération à trois étages peut fournir une température de sortie de l'évaporateur-100VC. En deux étapes, un bloc de fluide frigorigène est comprimé dans la première étape puis, après désurchauffe avec un refroidisseur intermédiaire, est ensuite comprimé dans la deuxième étape. Le refroidisseur intermédiaire est utilisé entre deux degrés de compression pour réduire la compression. En d'autres termes, un compresseur d'appoint (premier étage) et un refroidisseur intermédiaire gaz-liquide sont reliés à un étage du cycle. Le sous-refroidisseur intermédiaire refroidit le flux de réfrigérant liquide vers l'évaporateur en évaporant une partie du réfrigérant après la régulation de la première étape. Le gaz de détente est renvoyé en un point intermédiaire du processus de compression afin d'améliorer l'efficacité de la compression par refroidissement du gaz surchauffé. Non seulement le compresseur, mais aussi l'ensemble des compresseurs nécessaires à l'utilisation, en fonction de la puissance et de la température. Dans les systèmes plus grands avec des évaporateurs multiples et des coefficients de compression (température) élevés, le nombre de rendements entre les refroidisseurs intermédiaires et les étages de compression a augmenté l'efficacité du système et, par conséquent, la croissance du COP.