●Twee eentraps koelsystemen cascade-koelcyclus
●Tweetraps compressiesysteem cascadekoelcyclus
●Ternaire cascade koelcyclus
Met het oog op de lage temperatuur onder -20 ℃, wordt het cascadekoelcyclussysteem toegepast en de reden voor het gebruik van de tweetraps compressiecascadekoelcyclus om de lage temperatuur te verkrijgen:
1. Beperkingen op de thermische fysische eigenschappen van koelmiddelen
Het koelmiddel met gemiddelde temperatuur dat wordt gebruikt in de eentraps koelcyclus van de testmachine met constante temperatuur en vochtigheid is in feite R404A en de verdampingstemperatuur is -46,5°C (R22/-40,7°C) bij één atmosferische druk, maar de warmteoverdracht temperatuurverschil van de luchtgekoelde condensor wordt meestal ongeveer 10°C genomen (het temperatuurverschil tussen de verdamper en de binnenkast onder de geforceerde luchtkoelingscyclus), wat betekent dat er slechts een lage temperatuur van -36,5°C kan worden geproduceerd in de doos. Uiteraard kan de R404A gekoeld worden door de verdampingsdruk van de compressor te verlagen. De laagste verdampingstemperatuur van het koudemiddel wordt verlaagd tot -50°C; om een lage temperatuur van -50°C en lager te bereiken, moet daarom een cascadekoelcyclus van koelmiddel op middelhoge temperatuur en koelmiddel op lage temperatuur worden gebruikt om een lage temperatuur van -50°C tot -80°C te produceren. Koudemiddelen voor lage temperaturen gebruiken over het algemeen R23, dat een verdampingstemperatuur heeft van -81,7°C onder één atmosferische druk.
2. Beperking van de drukverhouding van een eentraps gecomprimeerde dampkoelcyclus:
De minimale verdampingstemperatuur van een eentraps dampcompressiekoelkast hangt voornamelijk af van de condensatiedruk en compressieverhouding. De condensatiedruk van het koudemiddel wordt bepaald door het type koudemiddel en de temperatuur van het omgevingsmedium (zoals lucht of water). Onder normale omstandigheden ligt het in het bereik van 0,7 ~ 1,8 Mpa en is de compressieverhouding gerelateerd aan de condensatiedruk en de verdampingsdruk. Wanneer de condensatiedruk constant is, als de verdampingstemperatuur daalt, neemt ook de verdampingsdruk af, zodat de compressieverhouding toeneemt, wat de compressor zal veroorzaken. Naarmate de uitlaattemperatuur stijgt, wordt de smeerolie dunner en worden de smeeromstandigheden slechter. In ernstige gevallen kan koolstofvorming en cilindertrekken optreden; aan de andere kant zal de toename van de compressieverhouding ervoor zorgen dat de luchttoevoercoëfficiënt van de compressor' afneemt en de koelcapaciteit afneemt, hoe verder het feitelijke compressieproces afwijkt van het isentropische proces, het energieverbruik van de compressor toeneemt, des te koelcoëfficiënt neemt af en de economie neemt af. De volgende effecten treden op.
3. Voor elk koelmiddel geldt: hoe lager de verdampingstemperatuur, hoe lager de verdampingsdruk. Een te lage verdampingsdruk kan het soms moeilijk maken voor de compressor om in te ademen of buitenlucht het koelsysteem binnen te laten.
4. Wanneer de verdampingstemperatuur te laag is, hebben sommige veelgebruikte koelmiddelen de vriestemperatuur bereikt en kan de stroom en circulatie van het koelmiddel niet worden gerealiseerd.
5. De verdampingsdruk neemt af, het specifieke volume van het koelmiddel neemt toe, de massastroom van het koelmiddel neemt af en de koelcapaciteit wordt sterk verminderd. Om de benodigde koelcapaciteit te verkrijgen, moet het aanzuigvolume worden vergroot, waardoor de compressor te volumineus wordt.
6. Beperking van de warmteafvoer van de compressorspoel
Wanneer de eentrapscompressor werkt, ligt de temperatuur rond de -35℃, omdat de spiraal van de compressor in het midden van de compressor is uitgehold, wat een probleem veroorzaakt. Bij -35℃ is de lage druk van de compressor een negatieve waarde, dat wil zeggen dat er een vacuüm wordt gecreëerd, zodat de warmte aan de bovenkant van de spoel niet kan worden afgevoerd, zodat het oppervlak van de compressor erg koel is, maar in feite is de temperatuur binnenin erg hoog (omdat vacuüm het beste warmte-isolatiemedium is).
Uit het bovenstaande blijkt dat de constante temperatuur- en vochtigheidstest een eentraps koelcyclus of een cascadekoelcyclussysteem voor het -40℃-model kan aannemen, maar de eentrapskoelcyclus is gebaseerd op het verminderen van de openingsgraad van de expansieklep van de compressor om de beperking van de koelmiddelstroom te verminderen wordt gebruikt om de verdampingsdruk te verlagen (ongeveer 0,7 atmosfeer), waardoor een lagere verdampingstemperatuur wordt verkregen. Dit ontwerp gaat ten koste van de koelcapaciteit van het systeem (de koelcapaciteit is slechts ongeveer de standaard 0,7-0,8), wat resulteert in een laag koelrendement en een hogere belasting van de compressor, en het is gemakkelijk om de compressorspoel te veroorzaken oververhit raken, wat de levensduur van de compressor beïnvloedt.