מערכת קירור רב שלבית

מערכת קירור רב שלבית נפוצה שם באופן נרחב, שם נדרשות טמפרטורות נמוכות במיוחד, אך לא ניתן לייצר אותה כלכלית באמצעות מערכת חד-שלבית. הסיבה לכך היא שיחס הדחיסה גבוה מכדי להגיע לטמפרטורות הדרושות להתאדות ולעיבוי האדים. ישנם שני סוגים עיקריים של מערכות כאלה: אשד ורב שלבים. מערכת רב שלבית משתמשת בשני מדחסים או יותר נמצאים באופן עקבי באותה מערכת קירור. הקירור הופך לאדים עבים יותר ככל שהוא עובר דרך כל אחד מַדחֵס. שימו לב כי המערכת הדו-שלבית (איור 3.36) יכולה להגיע לטמפרטורה של סביב 65Р'C ולשלושה שלבים של 100VC.

מקררים חד-אדים מסוג דחיסה משמשים מחסני קירור עם טווח של + 10VC-30VC. במערכת זו, על מאדה המותקן בתוך מערכת הקירור ויחידה מבנית קרח, כמקור לטמפרטורה נמוכה, הוא סופג את החום. החום דרך מעבה צד בלחץ גבוה.

במקרים בהם ישנם הבדלי טמפרטורה ולחץ גדולים בין המאייד לקבל, מערכות דחיסת אדים מרובות שלבים פועלות בהתאם. לדוגמה, אם הטמפרטורה של המקרר (קרי המקפיא), מתחת ל- 30VC, דרושה מערכת דחיסת מספר שלבים על מנת למנוע יחס דחיסה גבוה. כמה חסרונות ביחס דחיסה גבוה:

הפחתת יעילות הדחיסה,
הגדל את הטמפרטורה של אדי הקירור במדחס, ו
העלייה בצריכת האנרגיה ליחידת מוצרי קירור.

איור 3.36a הוא תרשים סכמטי של יחידת הקירור לדחיסת קיטור דו-שלבית, שיכולה לספק טמפרטורות מתחת ל- 30VC (בערך עד 50VC), וסכמת Ts ו- log Ph מוצגות באיור 3.36b ו- 3.36c. מערכת זו משתמשת גם באוויר הקריר הביניים.

כדוגמה, מערכות קירור תלת-שלביות יכולות לספק טמפרטורה של המאייד החוצה-100VC. בשני שלבים מופיע קירור בלוק דחוס בשלב הראשון ואחרי שחומם ללא-לחץ עם intercooler, דחוס עוד יותר בשלב השני. Intercooler משמש בין שתי דרגות דחיסה להפחתת הדחיסה. במילים אחרות, מדחס בוסטרים (שלב ראשון) ומצנן קירור נוזלי גז מחוברים לשלב אחד של המחזור. קירור הנוזל הנוזל בין-הקירור זורם למאייד על ידי אידוי של חלק מהקרר לאחר ויסות השלב הראשון. גז הבזק מוחזר בנקודת ביניים בתהליך הדחיסה על מנת לשפר את יעילות הדחיסה על ידי קירור גז מחומם. לא רק המדחס, אלא קבוצת המדחסים הדרושה לשימוש בכל שלב, תלוי בעוצמה ובטמפרטורה. במערכות גדולות יותר עם מאיידים מרובים ומקדמי דחיסה גדולים (טמפרטורות), מספר התנורים הבין-מצננים ושלבי הדחיסה העלו את יעילות המערכת וכתוצאה מכך את צמיחת ה- COP.