●Ciclo di refrigerazione in cascata a due sistemi di refrigerazione monostadio
●Ciclo di refrigerazione in cascata del sistema di compressione a due stadi
●Ciclo di refrigerazione ternario in cascata
In considerazione della bassa temperatura inferiore a -20 , viene adottato il sistema del ciclo di refrigerazione in cascata e il motivo per l'utilizzo del ciclo di refrigerazione in cascata a compressione a due stadi per ottenere la bassa temperatura:
1. Restrizioni sulle proprietà fisiche termiche dei refrigeranti
Il refrigerante a media temperatura utilizzato nel ciclo di refrigerazione monostadio della macchina per prove a temperatura e umidità costante è fondamentalmente R404A e la sua temperatura di evaporazione è -46,5°C (R22/-40,7°C) a una pressione atmosferica, ma il trasferimento di calore la differenza di temperatura del condensatore raffreddato ad aria è solitamente presa di circa 10°C (la differenza di temperatura tra l'evaporatore e la scatola interna durante il ciclo di raffreddamento ad aria forzata), il che significa che solo una bassa temperatura di -36,5°C può essere prodotta in la scatola. Ovviamente l'R404A può essere raffreddato riducendo la pressione di evaporazione del compressore. La temperatura minima di evaporazione del refrigerante viene ridotta a -50°C; pertanto, per ottenere una bassa temperatura di -50°C e inferiore, deve essere utilizzato un ciclo di refrigerazione in cascata di refrigerante a media temperatura e refrigerante a bassa temperatura per produrre una bassa temperatura da -50°C a -80°C. I refrigeranti a bassa temperatura generalmente utilizzano l'R23, che ha una temperatura di evaporazione di -81,7°C sotto una pressione atmosferica.
2. Limitazione del rapporto di pressione del ciclo di refrigerazione a vapore compresso monostadio
La temperatura minima di evaporazione di un frigorifero a compressione di vapore monostadio dipende principalmente dalla pressione di condensazione e dal rapporto di compressione. La pressione di condensazione del refrigerante è determinata dal tipo di refrigerante e dalla temperatura del mezzo ambientale (come aria o acqua). In circostanze normali, è compreso tra 0,7 e 1,8 MPa e il rapporto di compressione è correlato alla pressione di condensazione e alla pressione di evaporazione. Quando la pressione di condensazione è costante, al diminuire della temperatura di evaporazione, diminuisce anche la pressione di evaporazione, in modo che il rapporto di compressione aumenti, il che provocherà il compressore All'aumentare della temperatura di scarico, l'olio lubrificante si assottiglia e le condizioni di lubrificazione peggiorano. Nei casi più gravi possono verificarsi formazione di carbonio e trazione del cilindro; d'altra parte, l'aumento del rapporto di compressione farà diminuire il coefficiente di erogazione dell'aria del compressore' e la capacità di raffreddamento Diminuirà, più il processo di compressione effettivo si discosta dal processo isoentropico, il consumo di potenza del compressore aumenta, il coefficiente di refrigerazione diminuisce e l'economia diminuisce. Si verificheranno i seguenti effetti.
3. Per qualsiasi refrigerante, minore è la temperatura di evaporazione, minore è la pressione di evaporazione. Una pressione di evaporazione troppo bassa può talvolta rendere difficile l'inalazione del compressore o consentire all'aria esterna di entrare nel sistema di refrigerazione.
4. Quando la temperatura di evaporazione è troppo bassa, alcuni refrigeranti comunemente usati hanno raggiunto la temperatura di congelamento e non è possibile realizzare il flusso e la circolazione del refrigerante.
5. La pressione di evaporazione diminuisce, il volume specifico del refrigerante aumenta, il flusso di massa del refrigerante diminuisce e la capacità di refrigerazione si riduce notevolmente. Per ottenere la capacità frigorifera richiesta è necessario aumentare il volume di aspirazione, rendendo il compressore troppo ingombrante.
6. Limitazione della dissipazione del calore della batteria del compressore
Quando il compressore monostadio è in funzione, la temperatura è di circa -35 , perché la bobina del compressore è scavata nel mezzo del compressore, il che causa un problema. A -35℃, la bassa pressione del compressore è un valore negativo, cioè viene creato un vuoto, in modo che il calore nella parte superiore della bobina non possa essere dissipato, in modo che la superficie del compressore sia molto fredda, ma infatti la temperatura all'interno è molto alta (perché il vuoto è il miglior mezzo di isolamento termico).
Da quanto sopra si evince che la prova a temperatura e umidità costante può adottare un ciclo frigorifero monostadio o un ciclo frigorifero in cascata per il modello -40℃, ma il ciclo frigorifero monostadio si basa sulla riduzione del grado di apertura del valvola di espansione del compressore per la riduzione La strozzatura del flusso di refrigerante viene utilizzata per ridurre la pressione di evaporazione (circa 0,7 atmosfere), ottenendo così una temperatura di evaporazione inferiore. Questo design è ottenuto a spese della capacità di raffreddamento del sistema (la capacità di raffreddamento è solo di circa 0,7-0,8 standard), con conseguente bassa efficienza di refrigerazione e aumento del carico del compressore, ed è facile causare la serpentina del compressore surriscaldarsi, il che incide sulla durata del compressore.