● Две едностепенни хладилни системи каскаден хладилен цикъл
● Двустепенна система за компресия каскаден цикъл на охлаждане
● Третичен каскаден цикъл на охлаждане
С оглед на ниската температура под -20 ℃ е приета системата за каскаден хладилен цикъл и причината за използването на двустепенния компресионен каскаден хладилен цикъл за получаване на ниска температура:
1. Ограничения на термичните физични свойства на хладилните агенти
Среднотемпературният хладилен агент, използван в едноетапния хладилен цикъл на машината за тестване на постоянна температура и влажност, е основно R404A, а температурата му на изпаряване е -46,5 ° C (R22 / -40,7 ° C) при едно атмосферно налягане, но преносът на топлина температурната разлика на въздушно охлаждания кондензатор обикновено се приема Около 10 ° C (температурната разлика между изпарителя и вътрешната кутия при цикъла на принудително въздушно охлаждане), което означава, че само ниска температура от -36,5 ° C може да се получи в кутията. Разбира се, R404A може да се охлади чрез намаляване на налягането на изпаряване на компресора. Най-ниската температура на изпаряване на хладилния агент е намалена до -50 ° C; следователно, за да се получи ниска температура от -50 ° C и по-ниска, трябва да се използва каскаден хладилен цикъл на среднотемпературен хладилен агент и нискотемпературен хладилен агент, за да се получи ниска температура от -50 ° C до -80 ° C. Нискотемпературните хладилни агенти обикновено използват R23, който има температура на изпарение -81,7 ° C под едно атмосферно налягане.
2. Ограничение на съотношението на налягането при едноетапния цикъл на охлаждане със сгъстена пара
Минималната температура на изпаряване на едноетапния хладилник за компресия на пари зависи главно от неговото налягане на кондензация и степента на компресия. Кондензационното налягане на хладилния агент се определя от вида на хладилния агент и температурата на средата в околната среда (като въздух или вода). При нормални обстоятелства тя е в диапазона от 0.7 ~ 1.8Mpa, а степента на компресия е свързана с налягането на кондензация и налягането на изпаряване. Когато налягането на кондензацията е постоянно, тъй като температурата на изпаряване намалява, налягането на изпаряване също намалява, така че степента на компресия се увеличава, което ще доведе до компресора С увеличаване на температурата на отработените газове смазочното масло става по-тънко и условията на смазване се влошават. При тежки случаи може да възникне образуване на въглерод и изтегляне на цилиндъра; от друга страна, увеличаването на степента на компресия ще доведе до намаляване на коефициента на подаване на въздух към компресора&и намаляване на охлаждащата способност, колкото по-далеч действителният процес на компресия се отклонява от изентропния процес, консумацията на мощност на компресора се увеличава, коефициентът на охлаждане намалява и икономичността намалява. Ще се появят следните ефекти.
3. За всеки хладилен агент, колкото по-ниска е температурата на изпаряване, толкова по-ниско е налягането на изпаряване. Твърде ниското налягане на изпаряване понякога може да затрудни компресора да вдиша или да позволи на външния въздух да влезе в хладилната система.
4. Когато температурата на изпаряване е твърде ниска, някои често използвани хладилни агенти са достигнали температурата на замръзване и потокът и циркулацията на хладилния агент не могат да бъдат реализирани.
5. Налягането на изпаряване намалява, специфичният обем на хладилния агент се увеличава, масовият поток на хладилния агент намалява и хладилният капацитет значително намалява. За да се получи необходимата хладилна мощност, всмукателният обем трябва да се увеличи, което прави компресора твърде обемен.
6. Ограничение на разсейването на топлината на намотката на компресора
Когато едноетапният компресор работи, температурата е около -35 ℃, тъй като намотката на компресора е издълбана в средата на компресора, което създава проблем. При -35 ℃ ниското налягане на компресора е отрицателна стойност, т.е. създава се вакуум, така че топлината в горната част на намотката не може да се разсейва, така че повърхността на компресора е много хладна, но всъщност температурата вътре е много висока (защото вакуумът е най-добрата топлоизолационна среда).
От горното може да се види, че тестът за постоянна температура и влажност може да възприеме едноетапен хладилен цикъл или каскадна хладилна система за модел -40 ℃, но едноетапният хладилен цикъл разчита на намаляване на степента на отваряне на разширителен клапан на компресора за намаляване на ограничението на хладилния агент се използва за намаляване на налягането на изпаряване (около 0,7 атмосфери), като по този начин се получава по-ниска температура на изпаряване. Този дизайн се постига за сметка на охлаждащия капацитет на системата (охлаждащият капацитет е само около стандартните 0,7-0,8), което води до ниска ефективност на охлаждане и увеличаване на натоварването на компресора и е лесно да се предизвика намотката на компресора да прегрее, което влияе върху живота на компресора.