● Dva enostopenjska hladilna sistema kaskade hladilnega cikla
● Dvostopenjski kompresijski sistem kaskadnega hladilnega cikla
● Ternarni kaskadni hladilni cikel
Glede na nizko temperaturo pod -20 ℃ je sprejet sistem kaskadnega hladilnega cikla in razlog za uporabo dvostopenjskega kompresijskega kaskadnega hladilnega cikla za doseganje nizke temperature:
1. Omejitve toplotnih fizikalnih lastnosti hladilnih sredstev
Srednjetemperaturno hladilno sredstvo, ki se uporablja v enostopenjskem hladilnem ciklu stroja za preskušanje konstantne temperature in vlažnosti, je v osnovi R404A in njegova temperatura izhlapevanja je -46,5 ° C (R22 / -40,7 ° C) pri enem atmosferskem tlaku, toda prenos toplote temperaturna razlika zračno hlajenega kondenzatorja se običajno vzame približno 10 ° C (temperaturna razlika med uparjalnikom in notranjo škatlo v ciklu prisilnega zračnega hlajenja), kar pomeni, da lahko v škatla. Seveda lahko R404A ohladimo z zmanjšanjem tlaka izhlapevanja kompresorja. Najnižja temperatura izhlapevanja hladilnega sredstva se zniža na -50 ° C; zato je za doseganje nizke temperature -50 ° C in manj treba uporabiti kaskadni hladilni cikel srednje temperaturnega hladilnega sredstva in nizkotemperaturnega hladilnega sredstva, da dobimo nizko temperaturo od -50 ° C do -80 ° C. Nizkotemperaturna hladilna sredstva običajno uporabljajo R23, ki ima pri enem atmosferskem tlaku temperaturo izhlapevanja -81,7 ° C.
2. Omejitev razmerja tlaka v enostopenjskem hladilnem ciklu stisnjene pare
Najnižja temperatura izhlapevanja enostopenjskega hladilnika za kompresijo hlapov je v glavnem odvisna od tlaka kondenzacije in razmerja kompresije. Kondenzacijski tlak hladilnega sredstva je odvisen od vrste hladilnega sredstva in temperature okolja (na primer zraka ali vode). V normalnih okoliščinah je v območju 0,7 ~ 1,8Mpa, stopnja stiskanja pa je povezana s tlakom kondenzacije in tlakom izhlapevanja. Ko je kondenzacijski tlak konstanten, ko se temperatura izhlapevanja zmanjša, se tudi tlak izhlapevanja zmanjša, tako da se poveča kompresijsko razmerje, kar bo povzročilo kompresor S povečanjem temperature izpušnih plinov se mazivo olje redči, mazalni pogoji pa poslabšajo. V hujših primerih lahko pride do tvorbe ogljika in vlečenja cilindra; po drugi strani pa bo povečanje kompresijskega razmerja povzročilo, da se bo koeficient dovoda zraka kompresorju&# 39 zmanjšal, hladilna zmogljivost pa se bo zmanjšala, dlje ko dejanski postopek stiskanja odstopa od izentropnega postopka, poraba energije kompresorja se bo povečala hladilni koeficient se zmanjša, gospodarnost pa zmanjša. Pojavili se bodo naslednji učinki.
3. Pri katerem koli hladilnem sredstvu je nižja temperatura uparjanja, nižji je tlak uparjanja. Prenizek tlak izhlapevanja lahko včasih oteži vdihavanje kompresorja ali omogoči vstop zunanjega zraka v hladilni sistem.
4. Ko je temperatura izhlapevanja prenizka, so nekatera pogosto uporabljena hladilna sredstva dosegla temperaturo zmrzovanja in pretoka in kroženja hladilnega sredstva ni mogoče uresničiti.
5. Tlak izhlapevanja se zmanjša, specifična prostornina hladilnega sredstva se poveča, masni pretok hladilnega sredstva se zmanjša in hladilna zmogljivost se močno zmanjša. Da bi dosegli zahtevano hladilno zmogljivost, moramo povečati sesalni volumen, zaradi česar je kompresor preveč zajet.
6. Omejitev odvajanja toplote kompresorske tuljave
Ko deluje enostopenjski kompresor, je temperatura okoli -35 ℃, ker je tuljava kompresorja votla na sredini kompresorja, kar povzroča težave. Pri -35 ℃ je nizek tlak kompresorja negativna vrednost, to pomeni, da nastane vakuum, tako da toplota na vrhu tuljave ne more odvajati, tako da je površina kompresorja zelo hladna, vendar pravzaprav je temperatura v notranjosti zelo visoka (ker je vakuum najboljši toplotnoizolacijski medij).
Iz zgornjega je razvidno, da lahko preskus konstantne temperature in vlažnosti sprejme enostopenjski hladilni cikel ali kaskadni sistem hladilnega cikla za model -40 ℃, toda enostopenjski hladilni cikel temelji na zmanjšanju stopnje odpiranja Ekspanzijski ventil kompresorja za zmanjšanje omejitve pretoka hladilnega sredstva se uporablja za zmanjšanje tlaka izhlapevanja (približno 0,7 atmosfere), s čimer se doseže nižja temperatura izhlapevanja. Ta zasnova je dosežena na račun hladilne zmogljivosti sistema (hladilna zmogljivost je le približno standardnih 0,7-0,8), kar ima za posledico nizko učinkovitost hlajenja in povečanje obremenitve kompresorja, zato je enostavno povzročiti tuljavo kompresorja da se pregreje, kar vpliva na življenjsko dobo kompresorja.