Sistemi di refrigerazione a cascata

significativamente grande differenza di temperatura e pressione), i cicli di refrigerazione a compressione di vapore diventano poco pratici. Una delle soluzioni per tali casi è eseguire il raffreddamento in due o più fasi (ovvero due o più cicli), che lavorano in serie. Questi cicli di refrigerazione sono chiamati refrigerazione a cascata cicli. Pertanto, i sistemi a cascata utilizzati per ottenere elevate differenze di temperatura tra la fonte di calore e il dissipatore di calore e vengono applicati a temperature comprese tra -70 ° C e 100 ° C. L'applicazione del sistema di compressione a tre stadi per temperature di ebollizione inferiori a -70 ° C è limitata, a causa di difficoltà con la temperatura del congelamento del refrigerante. L'irrilevanza di un sistema di compressione del vapore a tre livelli può essere evitata applicando una macchina per la refrigerazione a compressione di vapore a cascata.

Refrigerazione a cascata sistemi comunemente usati nella liquefazione del gas naturale e di alcuni altri gas. In grande industria sistema di refrigerazione a cascata è mostrato in Fig. 3.37.

Il vantaggio più importante di questi sistemi a cascata è che i refrigeranti possono essere selezionati con le proprietà appropriate, evitando i componenti più grandi del sistema. In questi sistemi con più evaporatori possono essere utilizzati in qualsiasi fase di compressione. I refrigeranti utilizzati in ciascuna fase possono essere diversi e selezionati per prestazioni ottimali a una data temperatura del evaporatore e condensatore.

Una pompa ordinaria, le unità condensanti del sistema di raffreddamento meccanico sono in grado di raggiungere le temperature dell'ordine. A temperature più basse richieste allora refrigerazione a cascata i sistemi devono essere utilizzati. Un sistema a cascata a due stadi utilizza due sistemi di refrigerazione, collegati in serie per raggiungere una temperatura di circa -85C. Ci sono single compressore sistema, che può raggiungere temperature inferiori a, ma non sono ampiamente utilizzate. Questi sistemi sono talvolta chiamati auto sistemi a cascata. Il principale svantaggio di questi sistemi è che richiede l'uso di un refrigerante di miscela proprietario. Questa caratteristica comporta tre problemi legati a:

Una perdita nel sistema può facilmente portare alla perdita di solo alcuni dei componenti del refrigerante della miscela della miscela di refrigerante, che consiste di diversi tipi di refrigeranti con diversi punti di ebollizione), a causa di uno squilibrio nel rapporto tra refrigeranti rimanenti. Per ripristinare il funzionamento del sistema, tutti gli altri refrigeranti devono essere sostituiti con un nuovo costo, potenzialmente costoso, per garantire la corretta combinazione di atteggiamento.
La miscela è proprietaria e potrebbe non essere prontamente disponibile da fonti di energia refrigerante tradizionali e pertanto potrebbe essere difficile e costosa.
Questi tipi di sistemi a cascata non sono ampiamente utilizzati, è difficile trovare personale di assistenza sul campo altamente qualificato che abbia familiarità con le procedure di riparazione e manutenzione.

Naturalmente, questi e altri problemi possono causare costi indesiderati e tempi di inattività.