Sistemas de refrigeração em cascata

diferença de temperatura e pressão significativamente grande), um ciclo de refrigeração por compressão de vapor se torna impraticável. Uma das soluções para esses casos é executar o resfriamento em duas ou mais etapas (ou seja, dois ou mais ciclos), que trabalham em série. Esses ciclos de refrigeração são chamados refrigeração em cascata ciclos. Assim, os sistemas em cascata utilizados para obter altas diferenças de temperatura entre a fonte de calor e o dissipador de calor são aplicados a temperaturas de -70 ° C a 100 ° C. A aplicação do sistema de compressão de três estágios para temperaturas de ebulição abaixo de -70 ° C é limitada, devido a dificuldades com a temperatura do refrigerante do congelamento. A irrelevância de um sistema de compressão de vapor de três estágios pode ser evitada com a aplicação de máquinas de refrigeração em compressão por vapor em cascata.

Refrigeração em cascata sistemas comumente usados ​​na liquefação de gás natural e alguns outros gases. Em grandes indústrias sistema de refrigeração em cascata é mostrado na Fig. 3.37.

A vantagem mais importante desse sistema em cascata é que os refrigerantes podem ser selecionados com as propriedades apropriadas, evitando os componentes maiores do sistema. Nestes sistemas, diversos evaporadores podem ser utilizados em qualquer estágio da compressão. Os refrigerantes usados ​​em cada estágio podem ser diferentes e selecionados para desempenho ideal a uma determinada temperatura do evaporador e condensador.

Com uma bomba comum, as unidades de condensação do sistema de refrigeração mecânica são capazes de atingir temperaturas da ordem. Em temperaturas mais baixas necessárias, refrigeração em cascata sistemas devem ser usados. Um sistema em cascata de dois estágios usa dois sistemas de refrigeração, conectados em série para atingir uma temperatura de cerca de -85C. Existem solteiros compressor sistema, que pode atingir temperaturas inferiores a, mas elas não são amplamente utilizadas. Esses sistemas são chamados de auto sistemas em cascata. A principal desvantagem desses sistemas é que requer o uso de um refrigerante de mistura proprietário. Essa característica resulta em três dos problemas relacionados a:

Um vazamento no sistema pode facilmente levar à perda de apenas alguns dos componentes refrigerantes da mistura da mistura refrigerante, que consiste em diferentes tipos de refrigerantes com diferentes pontos de ebulição), como resultado de um desequilíbrio na proporção da refrigerantes restantes. Para que o sistema volte a funcionar, todo o outro refrigerante deve ser substituído por um custo novo e potencialmente caro, para garantir a combinação correta de atitude.
A mistura é proprietária e pode não estar prontamente disponível em fontes de energia refrigerantes tradicionais e, portanto, pode ser difícil e cara.
Esses tipos de sistemas em cascata não são amplamente utilizados; é difícil encontrar uma equipe de serviço de campo altamente qualificada que esteja familiarizada com os procedimentos de reparo e manutenção.

Obviamente, esses e outros problemas podem causar custos e tempo de inatividade indesejados.