Zalety przemysłowych agregatów chłodniczych do kaskadowych kriogenicznych systemów chłodniczych
Kaskadowy system chłodniczy to niskotemperaturowy system chłodniczy, który wykorzystuje więcej niż dwa czynniki chłodnicze i łączy je z wymiennikami ciepła (parownikami kondensacyjnymi) w więcej niż dwóch systemach. W przypadku agregatu chłodniczego z podwójną kaskadą, agregat chłodniczy składa się z dwóch oddzielnych systemów chłodniczych, jeden to system wysokotemperaturowy, a drugi to system niskotemperaturowy. Układ niskotemperaturowy służy do chłodzenia laboratorium środowiskowego, natomiast układ wysokotemperaturowy służy do schładzania spalin z układu niskotemperaturowego do skroplenia w niższej temperaturze. Osiąga to również cel zmniejszenia stopnia sprężania i zwiększenia współczynnika przesyłu gazu.
Zaletą tej kaskadowej niskotemperaturowej chłodziarki przemysłowej jest to, że wykorzystuje średniociśnieniowy czynnik chłodniczy odpowiedni do układów wysokotemperaturowych oraz wysokociśnieniowy czynnik chłodniczy odpowiedni do układów niskotemperaturowych. Ponieważ objętość właściwa wysokociśnieniowego czynnika chłodniczego w niskiej temperaturze jest znacznie mniejsza niż objętości czynnika chłodniczego średniociśnieniowego, wydajność tego samego typu sprężarki do chłodzenia kaskadowego jest kilkakrotnie większa niż w przypadku dwustopniowego chłodzenia sprężarkowego w niskie temperatury. Stackowane agregaty chłodnicze mogą zaoszczędzić wiele inwestycji i obszaru budowy. Ponadto ciśnienie zasysania czynnika chłodniczego pod wysokim ciśnieniem w niskiej temperaturze jest większe lub zbliżone do jednej atmosfery i nie będzie infiltrować powietrza do układu tak często, jak dwustopniowy system niskotemperaturowy.
Inżynier użył kiedyś R13 jako stopnia niskotemperaturowego i R22 jako wysokotemperaturowego binarnego układu chłodniczego kaskadowego dla porównania. Przy takiej samej inwestycji w sprzęt chłodniczy dwustopniowy agregat chłodniczy sprężający jest ponad trzy razy większy niż agregat chłodniczy kaskadowy. Zainstalowana moc silnika elektrycznego dwustopniowego sprężarkowego układu chłodniczego jest ponad dwukrotnie większa niż w kaskadowym układzie chłodniczym. Ze względu na dużą liczbę sprężarek w dwustopniowym układzie chłodniczym oraz wzrost siły tarcia, zużycie energii przez dwustopniową sprężarkę jest ponad 1,5 raza większe niż w kaskadowym układzie chłodniczym.
Oprócz wymagań użytkownika&# 39, zmiany temperatury są liczne, a temperatura otoczenia jest wyższa niż -55 ℃ lub wyższa. Można zastosować przemysłowe agregaty chłodnicze kaskadowego układu chłodniczego. Obecnie coraz więcej źródeł zimna wykorzystuje kaskadowe układy chłodnicze jako niskotemperaturowy sprzęt doświadczalny.
