●Zwei einstufige Kühlsysteme Kaskaden-Kühlkreislauf
● Kaskaden-Kühlkreislauf mit zweistufigem Kompressionssystem
● Ternärer Kaskaden-Kühlkreislauf
Angesichts der niedrigen Temperatur unter -20 ° C wird das Kaskaden-Kältekreislaufsystem verwendet, und der Grund für die Verwendung des zweistufigen Kompressionskaskaden-Kältekreislaufs, um die niedrige Temperatur zu erhalten:
1. Einschränkungen der thermisch-physikalischen Eigenschaften von Kältemitteln
Das Kühlmittel mittlerer Temperatur, das im einstufigen Kältekreislauf der Konstanttemperatur- und Feuchtigkeitsprüfmaschine verwendet wird, ist im Wesentlichen R404A, und seine Verdampfungstemperatur beträgt -46,5°C (R22/-40,7°C) bei einem Atmosphärendruck, aber die Wärmeübertragung Temperaturdifferenz des luftgekühlten Kondensators wird normalerweise angenommen Etwa 10°C (die Temperaturdifferenz zwischen dem Verdampfer und dem Innenkasten unter dem Zwangsluftkühlkreislauf), was bedeutet, dass nur eine niedrige Temperatur von -36,5°C in . erzeugt werden kann die Kiste. Natürlich kann der R404A gekühlt werden, indem der Verdampfungsdruck des Kompressors reduziert wird. Die niedrigste Verdampfungstemperatur des Kältemittels wird auf -50 °C gesenkt; daher muss, um eine niedrige Temperatur von –50 °C und darunter zu erhalten, ein Kaskadenkühlkreislauf aus Kühlmittel mittlerer Temperatur und Kühlmittel niedriger Temperatur verwendet werden, um eine niedrige Temperatur von –50 °C bis –80 °C zu erzeugen. Niedertemperatur-Kältemittel verwenden im Allgemeinen R23, das eine Verdampfungstemperatur von -81,7 °C unter einem Atmosphärendruck hat.
2. Begrenzung des Druckverhältnisses des einstufigen Kältekreislaufs mit komprimiertem Dampf
Die minimale Verdampfungstemperatur einer einstufigen Dampfkompressionskältemaschine hängt hauptsächlich von ihrem Kondensationsdruck und Kompressionsverhältnis ab. Der Kondensationsdruck des Kältemittels wird durch die Art des Kältemittels und die Temperatur des Umgebungsmediums (zB Luft oder Wasser) bestimmt. Unter normalen Umständen liegt es im Bereich von 0,7 bis 1,8 MPa, und das Kompressionsverhältnis hängt vom Kondensationsdruck und dem Verdampfungsdruck ab. Wenn der Kondensationsdruck konstant ist, sinkt mit abnehmender Verdampfungstemperatur auch der Verdampfungsdruck, so dass das Verdichtungsverhältnis zunimmt, was dazu führt, dass der Kompressor mit steigender Abgastemperatur das Schmieröl dünner wird und sich die Schmierbedingungen verschlechtern. In schweren Fällen kann es zu Kohlenstoffbildung und Zylinderziehen kommen; Auf der anderen Seite führt die Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses dazu, dass der Luftförderkoeffizient des Kompressors' sinkt und die Kühlleistung abnimmt, je weiter der tatsächliche Kompressionsprozess vom isentropen Prozess abweicht, der Stromverbrauch des Kompressors steigt, die der Kältekoeffizient sinkt und die Wirtschaftlichkeit sinkt. Die folgenden Effekte werden auftreten.
3. Bei jedem Kältemittel gilt: Je niedriger die Verdampfungstemperatur, desto niedriger der Verdampfungsdruck. Ein zu niedriger Verdampfungsdruck kann manchmal das Einatmen des Kompressors erschweren oder das Eindringen von Außenluft in das Kühlsystem ermöglichen.
4. Wenn die Verdampfungstemperatur zu niedrig ist, haben einige gebräuchliche Kältemittel die Gefriertemperatur erreicht und der Fluss und die Zirkulation des Kältemittels können nicht realisiert werden.
5. Der Verdampfungsdruck sinkt, das spezifische Volumen des Kältemittels nimmt zu, der Massenstrom des Kältemittels sinkt und die Kälteleistung wird stark reduziert. Um die erforderliche Kälteleistung zu erreichen, muss das Saugvolumen erhöht werden, wodurch der Kompressor zu sperrig wird.
6. Begrenzung der Wärmeableitung der Verdichterspule
Wenn der einstufige Kompressor arbeitet, beträgt die Temperatur etwa -35 ° C, da die Spule des Kompressors in der Mitte des Kompressors ausgehöhlt ist, was zu Problemen führt. Bei -35℃ ist der Unterdruck des Kompressors ein negativer Wert, d.h. es entsteht ein Vakuum, damit die Wärme an der Oberseite der Spule nicht abgeführt werden kann, sodass die Oberfläche des Kompressors sehr kühl ist, aber tatsächlich ist die Temperatur im Inneren sehr hoch (da Vakuum das beste Wärmedämmmedium ist).
Aus dem Obigen ist ersichtlich, dass der konstante Temperatur- und Feuchtigkeitstest einen einstufigen Kühlkreislauf oder ein Kaskaden-Kühlkreislaufsystem für das -40℃-Modell annehmen kann, aber der einstufige Kühlkreislauf beruht auf der Reduzierung des Öffnungsgrades des Expansionsventil des Kompressors zur Verringerung der Kältemitteldurchflussbeschränkung wird verwendet, um den Verdampfungsdruck (ca. 0,7 Atmosphären) zu reduzieren, wodurch eine niedrigere Verdampfungstemperatur erreicht wird. Dieses Design wird auf Kosten der Kühlleistung des Systems erreicht (die Kühlleistung beträgt nur etwa 0,7-0,8), was zu einer geringen Kühleffizienz führt und die Belastung des Kompressors erhöht, und es ist leicht, die Kompressorspule zu verursachen zu überhitzen, was die Lebensdauer des Kompressors beeinträchtigt.