Avantajele chillerelor industriale pentru sistemele de refrigerare criogenică în cascadă
Sistemul de refrigerare în cascadă este un sistem de refrigerare la temperatură scăzută care utilizează mai mult de doi agenți frigorifici și le combină cu schimbătoare de căldură (evaporatoare de condensare) în mai mult de două sisteme. Pentru chiller-ul sistemului de refrigerare în cascadă duală, acesta constă din două sisteme de refrigerare separate, unul este un sistem de temperatură ridicată, iar celălalt este un sistem de temperatură scăzută. Sistemul de temperatură scăzută este utilizat pentru răcirea laboratorului de mediu, în timp ce sistemul de temperatură ridicată este utilizat pentru răcirea gazelor de eșapament din sistemul de temperatură scăzută pentru a se condensa la o temperatură mai scăzută. Acest lucru atinge, de asemenea, scopul de a reduce raportul de compresie și creșterea coeficientului de transmisie a gazului.
Avantajul acestui sistem de refrigerare industrial în cascadă la temperatură joasă este că utilizează agent frigorific de presiune medie, potrivit pentru sisteme de înaltă temperatură și agent frigorific de înaltă presiune, potrivit pentru sistemele de temperatură joasă. Deoarece volumul specific al gazului frigorific de înaltă presiune la temperatură scăzută este mult mai mic decât cel al agentului frigorific de presiune medie, capacitatea aceluiași tip de compresor pentru refrigerarea în cascadă este de câteva ori mai mare decât cea a refrigerarei prin compresie în două etape la temperaturi scăzute. Chillerele sistemului de refrigerare stivuite pot salva o mulțime de investiții și zona de construcție. În plus, presiunea de aspirație a agentului frigorific de înaltă presiune la temperatură scăzută este mai mare sau aproape de o singură atmosferă și nu se va infiltra în aer în sistem la fel de des ca sistemul cu temperatură scăzută în două etape.
Un inginer a folosit odată R13 ca etapă de temperatură scăzută și R22 ca sistem de refrigerare binar în cascadă în fază înaltă pentru comparație. Cu aceeași investiție în echipamente de capacitate de răcire, răcitorul de refrigerare cu compresie în două etape este de peste trei ori mai mare decât chiller-ul sistemului de refrigerare în cascadă. Puterea instalată a motorului electric, sistemul de refrigerare prin compresie în două etape este mai mult de două ori mai mare decât cea a sistemului de refrigerare în cascadă. Datorită numărului mare de compresoare din sistemul de refrigerare în două etape și creșterii puterii de frecare, consumul de energie al compresorului în două trepte este de peste 1,5 ori mai mare decât cel al sistemului de refrigerare în cascadă.
În plus față de cerințele utilizatorului, schimbările de temperatură sunt numeroase, iar temperatura ambiantă este mai mare de -55 °C sau mai mare. Se pot utiliza răcitoare industriale ale sistemului de refrigerare în cascadă. În prezent, există din ce în ce mai multe surse reci care utilizează sisteme de refrigerare în cascadă ca echipament experimental la temperatură scăzută.
