● Två enstegs kylsystem kaskad kylcykel
● Kylcykel med tvåstegs komprimeringssystem
● Ternär kaskadcykel
Med tanke på den låga temperaturen under -20 ℃ antas kaskadkylcykelsystemet och anledningen till att använda tvåstegs-komprimeringskaskadkylcykeln för att uppnå låg temperatur:
1. Begränsningar av de termiska fysikaliska egenskaperna hos köldmedier
Köldmediet medeltemperatur som används i enstegs kylcykel för testmaskinen med konstant temperatur och fuktighet är i grunden R404A, och dess avdunstningstemperatur är -46,5 ° C (R22 / -40,7 ° C) vid ett atmosfärstryck, men värmeöverföringen temperaturskillnaden för den luftkylda kondensorn tas vanligtvis cirka 10 ° C (temperaturskillnaden mellan förångaren och den inre lådan under den forcerade luftkylningscykeln), vilket innebär att endast en låg temperatur på -36,5 ° C kan produceras i lådan. Naturligtvis kan R404A kylas genom att sänka kompressorns indunstningstryck. Den lägsta avdunstningstemperaturen för köldmediet reduceras till -50 ° C; för att erhålla en låg temperatur av -50 ° C och lägre måste därför en kaskadkylcykel av köldmedium med medelhög temperatur och lågt kylmedel användas för att producera en låg temperatur av -50 ° C till -80 ° C. Köldmedier med låg temperatur använder vanligtvis R23, som har en avdunstningstemperatur på -81,7 ° C under ett atmosfärstryck.
2. Begränsning av tryckförhållandet för enstegs komprimerad ångkylcykel
Den minsta avdunstningstemperaturen för ett enstegs ångkompressionskylskåp beror huvudsakligen på dess kondensationstryck och kompressionsförhållande. Köldmediets kondenseringstryck bestäms av typen av köldmedium och temperaturen på omgivningsmediet (t.ex. luft eller vatten). Under normala omständigheter är det i området 0,7 ~ 1,8 MPa, och kompressionsförhållandet är relaterat till kondensationstrycket och avdunstningstrycket. När kondensationstrycket är konstant, då avdunstningstemperaturen sjunker, minskar avdunstningstrycket också, så att kompressionsförhållandet ökar, vilket kommer att orsaka kompressorn när avgastemperaturen ökar blir smörjoljan tunnare och smörjningsförhållandena blir sämre. I svåra fall kan kolbildning och cylinderdragning förekomma. å andra sidan kommer ökningen av kompressionsförhållandet att kompressorn&# 39: s luftleveransskoefficient minskar och kylkapaciteten minskar, ju längre den faktiska kompressionsprocessen avviker från den isentropiska processen, ökar kompressorns energiförbrukning, kylkoefficienten minskar och ekonomin minskar. Följande effekter kommer att inträffa.
3. För alla köldmedier, desto lägre förångningstemperatur, desto lägre förångningstryck. För lågt avdunstningstryck kan ibland göra det svårt för kompressorn att andas in eller låta uteluft komma in i kylsystemet.
4. När avdunstningstemperaturen är för låg har vissa vanliga köldmedier nått frysningstemperaturen och flödet och cirkulationen av köldmediet kan inte realiseras.
5. Avdunstningstrycket minskar, köldmediets specifika volym ökar, köldmediets massflöde minskar och kylkapaciteten minskas kraftigt. För att erhålla önskad kylkapacitet måste sugvolymen ökas, vilket gör kompressorn för skrymmande.
6. Begränsning av värmeavledning för kompressorspolen
När enstegskompressorn arbetar är temperaturen runt -35 ℃, eftersom kompressorns spole är ihålig i mitten av kompressorn, vilket orsakar ett problem. Vid -35 ℃ är kompressorns låga tryck ett negativt värde, det vill säga vakuum skapas, så att värmen på toppen av spolen inte kan släppas ut, så att kompressorns yta är väldigt sval, men faktiskt är temperaturen inuti mycket hög (eftersom vakuum är det bästa värmeisoleringsmediet).
Det framgår av ovanstående att det konstanta temperatur- och luftfuktighetstestet kan anta en enstegskylcykel eller ett kaskadkylcykelsystem för -40 ℃-modellen, men enstegskylcykeln bygger på att minska kompressorns expansionsventil för att reducera Köldmediumflödesbegränsning används för att minska avdunstningstrycket (ca 0,7 atmosfärer) och därigenom erhålla en lägre avdunstningstemperatur. Denna design uppnås på bekostnad av systemets kylkapacitet (kylkapaciteten är bara ungefär standard 0,7-0,8), vilket resulterar i låg kyleffektivitet och ökar kompressorns belastning, och det är lätt att orsaka kompressorspolen att överhettas, vilket påverkar kompressorns livslängd.