La refrigeración de la cascada refiere a un dispositivo de la refrigeración integrado por (o doble-etapa) sistemas dos o más de una sola sección del ciclo de refrigeración de la compresión usando dos o más refrigerantes. Se utiliza generalmente en instalaciones a baja temperatura de -120°C∽-60°C, tales como conservación en cámara frigorífica ultrabaja de la temperatura, las instalaciones rápidas del sistema de congelación, las industrias biológicas y químicas que requieran tecnología ultrabaja de la temperatura, y las cajas de la baja temperatura.
El dispositivo común de la refrigeración de la cascada se divide en una pieza da alta temperatura de la etapa y una pieza de la etapa de la baja temperatura en la estructura de sistema. La parte da alta temperatura utiliza el refrigerante medio de la temperatura, y la pieza de la baja temperatura utiliza el refrigerante de la baja temperatura. La evaporación del refrigerante en la parte da alta temperatura condensa el refrigerante en la pieza de la baja temperatura, y las dos piezas son conectadas por un evaporador de condensación para formar un conjunto. El evaporador de condensación es el evaporador de la parte da alta temperatura y el condensador de la partición de la baja temperatura. El diagrama del ejemplo es como sigue:
1. Pieza a baja temperatura de la etapa: El gas refrigerante a baja temperatura del evaporador, después de pasar a través del regenerador a baja temperatura de la etapa, es comprimido por el compresor a baja temperatura de la etapa y después entra en la fracción del aceite. La mayor parte del aceite lubricante en el refrigerante a baja temperatura se separa de la fracción del aceite. El aceite lubricante vuelve al compresor, y el gas refrigerante con poco contenido de aceite entra en el preenfriador que se prerefrigerará, y después entra en el evaporador de condensación. En el evaporador de condensación, el calor lanzado por el refrigerante a baja temperatura es absorbido por el refrigerante de alta temperatura. Cuando el refrigerante de alta temperatura se evapora, el refrigerante a baja temperatura condensa. El refrigerante a baja temperatura condensado pasa a través de un filtro de sequía, un regenerador a baja temperatura, y después pasa con la válvula de flujo entra en el evaporador para terminar un ciclo de refrigeración.
2. Pieza da alta temperatura de la etapa: el gas refrigerante de alta temperatura evaporado después de absorber calor en el evaporador de condensación es chupado y comprimido por el compresor de alta temperatura de la etapa y después entra en el condensador refrigerado para la condensación, lanzando calor al medio de enfriamiento, y el líquido refrigerante de alta temperatura condensado entra en el acumulador, y después entra en el evaporador del condensador a través de la válvula de sequía del filtro y de válvula reguladora para terminar un ciclo de refrigeración.
A diferencia de unidades de refrigeración de una sola sección ordinarias de la compresión, las unidades de refrigeración de la cascada tienen dos componentes especiales, un evaporador del condensador y un buque de la extensión. en:
1. Evaporador de condensación: Generalmente, se utiliza un tubo-tipo cambiador de calor o un placa-tipo cambiador de calor de la placa. Al usar un cambiador de calor tubular como evaporador de condensación, es generalmente la evaporación en el tubo y la condensación entre los tubos. Es decir, el refrigerante en la parte da alta temperatura se evapora en los tubos, y el refrigerante en la pieza de la baja temperatura condensa entre los tubos. Cuando un cambiador de calor de la placa se utiliza como evaporador de condensación, un distribuidor líquido refrigerante está instalado generalmente en la entrada refrigerante de la etapa da alta temperatura, de modo que el refrigerante líquido fluya uniformemente en cada canal.
2. Buque de la extensión: Cuando subirán las paradas del dispositivo de la refrigeración de la cascada que corren, la temperatura de cada parte del sistema gradualmente, el refrigerante a baja temperatura será vaporizado en el vapor, y la presión continuará subiendo. Puesto que otros componentes y tuberías en el dispositivo de la refrigeración tienen cierta fuerza de sustentación de la presión del límite, para evitar que la presión suba más allá del valor límite, un buque de la extensión está instalado en la partición de la baja temperatura. Cuando la presión alcanza cierto valor, la válvula de control de presión se abre automáticamente para hacer la parte de la refrigeración que el agente entra en el buque de la extensión, limitando la presión en el sistema de ser demasiado alta.
Al encender el dispositivo de la refrigeración de la cascada, la parte da alta temperatura se comienza generalmente primero, y entonces se comienza la pieza de la baja temperatura. La operación se debe realizar estrictamente de acuerdo con los requisitos del fabricante.
| proyecto | Refrigeración de la cascada | Refrigeración de dos etapas de la compresión |
| Características de sistema | Complejo, requiriendo dos sistemas de subsistemas y dos refrigerantes; Los refrigerantes de la baja temperatura son mucho más costosos que los refrigerantes medios de la temperatura |
Simple, apenas un refrigerante medio de la temperatura. Se requiere solamente un compresor de dos etapas de la solo-máquina; en el caso de los compresores de dos etapas de dos etapas, la distribución del aceite lubricante en los dos compresores necesita ser manejada bien |
| Características de funcionamiento | 1. Hay una diferencia de la temperatura de la cascada, causando pérdidas irreversibles. 2. Debido a la capacidad de enfriamiento de gran capacidad del refrigerante criogénico, el tamaño del compresor criogénico es pequeño y la eficacia mecánica es alta. 3. La presión de cada compresor es moderada, y la eficacia volumétrica y la eficacia indicada del proceso de compresión pueden ser mejoradas. 4. El sistema tiene la presión positiva o presión negativa suave, el peligro de la infiltración del aire del exterior en el sistema es pequeño, y la estabilidad de la operación es buena. 5. La gama de ajuste de la temperatura es pequeña. |
1. No hay pérdida irreversible. 2. El compresor de baja presión de la etapa tiene eficacia mecánica de gran tamaño y baja. 3. La eficacia volumétrica e indicó que la eficacia del compresor de baja presión de la etapa es baja. 4. El grado de presión negativa de la máquina de baja presión es alto, y el peligro de la infiltración externa del aire en el sistema es alto. 5. gama de ajuste grande de la temperatura. |
| uso principal | Dispositivo para la producción industrial, dispositivo en grande de la baja temperatura de la prueba. | Pequeñas disposiciones de prueba, especialmente para los usos que requieren la regulación de temperatura amplia. |