А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Каскадна холодильна машина
Каскадна холодильна машина характеризується послідовним з'єднанням двох або декількох холодильних машин.
Каскадна холодильна машина. - Ткан еіШоШ1і1гЛлес1 - z I чи, 3 - конденсатор, 4 7 - компресори, 5 S -випарники, 6 - холодильник. Каскадна холодильна машина являє собою систему двох або декількох холодильних машин-каскадів, що працюють в різних температурних межах, і, як правило, з різними холодильними агентами. У кожної з вхідних в таку системухолодильних машин вчиняється свій холодильний цикл, який може бути одно - або двоступінчастим. Сполучними ланками окремих каскадів служать теплообмінні апарати, звані випарниками-конденсаторами. Для одного каскаду такий апарат виконує рольвипарника, а для іншого, працюючого на рівні більш низьких температур, - роль конденсатора.
Каскадна холодильна машина. Каскадна холодильна машина являє собою систему двох або декількох холодильних машин-каскадів, які працюють, в різних температурнихмежах, і, як правило, з різними холодильними агентами. У кожної з вхідних в таку систему холодильних машин вчиняється свій холодильний цикл, який може бути одно - або двоступінчастим. Сполучними ланками окремих каскадів служать теплооб-менниє апарати,звані випарниками-конденсаторами. Для одного каскаду такий апарат виконує роль випарника, а для іншого, працюючого на рівні більш низьких температур, - роль конденсатора.
Принципова схема автоматизації холодильної установки з двокаскадноїмашиною (частина схеми. Каскадні холодильні машини застосовуються для отримання температур повітря або рідин до - 90 С і нижче.
Застосування каскадних холодильних машин доцільно при використанні різних холодильних агентів в окремих каскадах. При отриманнідуже низьких температур застосування одного холодильного агента часто недоцільно, якщо це вимагає великого розрідження у випарнику, а іноді і неможливо, якщо температура замерзання агента недостатньо низька.
Застосування каскадних холодильних машиндоцільно при використанні різних холодильних агентів в окремих каскадах. При отриманні дуже низьких температур застосування одного холодильного агента часто недоцільно, якщо це вимагає великого розрідження у випарнику, а іноді і неможливо, якщотемпература замерзання агента недостатньо низька. У таких випадках у нижньому каскаді використовують холодильні агенти з низькими температурами замерзання і не потребують великого розрідження, а у верхньому - холодильні агенти, зазвичай вживані в одноступінчатих машинах.
Застосування каскадних холодильних машин доцільно при використанні різних холодильних агентів в окремих каскадах. При отриманні дуже низьких температур застосування одного холодильного агента часто виявляється недоцільним, якщо це вимагає великогорозрядження в випарнику, а іноді й неможливим, якщо температура замерзання агента недостатньо низька. Тоді в нижньому каскаді використовують холодильні агенти з низькими температурами замерзання і не потребують великого розрядження, а в верхньому каскаді - холодильні агенти,звичайно застосовувані в одноступінчатих машинах.
Цикл каскадної холодильної машини, доцільний при температурах кипіння нижче - 70 С, об'єднує дві машини, що працюють на холодильних агентах, найбільш придатних для прийнятих температурних умов. Холод,одержуваний у випарнику першої машини, витрачається для конденсації пари, що надходять в конденсатор другої машини. Для цього в випарнику-конденсаторі необхідна деяка різниця температур між конденсується парами другої машини і киплячим холодильним агентомпершої машини.
У каскадних холодильних машинах питання циркуляції масла дозволяються окремо для кожної гілки.
У каскадних холодильних машинах температура конденсації tK нижнього каскаду повинна бути в межах - 30 - 0 С, більш високі значення tK небажані, томуяк при цьому тиск конденсації Ф-13 надмірно збільшується.
Pасчети компресорів каскадних холодильних машин виробляють окремо для нижньої і верхньої гілок каскаду.
Pасчет конденсатора-випарника каскадної холодильної машини наведено на рис. 1 в.Тут прийнято, що конденсація відбувається зовні, а кипіння всередині труб.
На агрегатування каскадних холодильних машин накладають відбиток властиві їм специфічні риси - наявність декількох апаратів для здійснення внутрішнього теплообміну (теплообмінники різного призначення) і розширювальної ємкості в нижній гілці. Більш великі машини компонують з окремих агрегатів, причому не вводять до складу агрегатів розширювальну ємність.
Pасчети компресорів каскадних холодильних машин виробляютьокремо для нижньої і верхньої гілок каскаду.
Схема фреонової турбокомпресорної холодильної машини. Таким чином, каскадна холодильна машина цеху розділення газів піролізу працює також і в якості теплового насоса.
Конденсатори-випарники застосовуютьв каскадних холодильних машинах.
Конденсатор-випарник застосовується в каскадних холодильних машинах для конденсації хладоагента, циркулюючого в нижньому каскаді, інших холодоагентах, циркулюючим у верхньому каскаді. В якості хладоагента в нижньому каскадізастосовується, наприклад, етан і етилен, а у верхньому - аміак, пропан, пропілен. У каскадних холодильних машинах також застосовуються хладони.
Схема і цикл в i - lgp - діаграмі каскадної холодильної машини. При розрахунку теоретичного циклу каскадної холодильної машини всепотоки віднесені до 1 кг робочого тіла, проходить через випарник нижнього каскаду.
Схема відтавання маючи з поверхні ропних батарей. Ця система не є каскадної холодильної машиною, так як теоретично обидва процеси фазового перетворення аміаку (кипіння в охолоджувальних приладах 4 і конденсація в випарнику-конденсаторі /) відбуваються при одному тиску.
Схема відтавання інею з поверхні ропних батарей. Ця система не є каскадної холодильної машиною, так як теоретично обидва процеси фазовогоперетворення аміаку: кипіння у випарнику 4 і конденсація в випарнику-конденсаторі 1 відбуваються при одному тиску.
Схема відтавання інею з поверхні ропних батарей. Ця система не є каскадної холодильної машиною, так як теоретично обидва процесифазового перетворення аміаку (кипіння в охолоджувальних приладах 4 і конденсація в випарнику-конденсаторі 1) відбуваються при одному тиску.
Цей холодоагент застосовується в багатоступінчастих і каскадних холодильних машинах на останньому щаблі й дозволяє одержуватитемператури до - 100 С. Фреон-13 нетоксичний і не кородує більшість конструкційних матеріалів, застосовуваних в холодильній техніці. На аркуші 14 показана /- елдіаграмма в межах тисків від 00025 до 3 1 МПа (від 0025 до 31 кгс /см2) і температур від - 130 до 110 С.
Найбільш широкойого використовують в каскадних холодильних машинах холодопроіз-водительности понад 300 кВт, призначених для зріджування природного газу.
Для температури до - 100Е З ПPІХОДІТСЯ застосовувати каскадні холодильні машини, робіт-юціе на R 22 у верхній гілки і на R 13 в нижнійгілки каскаду.
Для температури до - 100 С ПPІХОДІТСЯ застосовувати каскадні холодильні машини, робіт.
У малих двоступеневих, так само як і в малих каскадних холодильних машинах, в основному застосовуються безсальникові компресори, або компресори відкритого типу.Холодильні машини даного типу переважно використовуються для охолодження повітря і лише в деяких випадках - для охолодження холодоносія.
Схема каскадної холодильної машини. | Цикл каскадної холодильної машини в діаграмі TS. Для отримання дуже низькихтемператур (нижче-70) крім багатоступеневих машин застосовують каскадні холодильні машини. Вони являють собою систему, що складається з двох або трьох одноступінчатих машин. На рис. 20 і 21 дани принципова схема і цикл каскадної машини, що складається з двох одноступінчатиххолодильних машин.
До основних теплообмінним апаратів відносяться конденсатори і випарники, а також конденсатори-випарники каскадних холодильних машин.
В залежності від схеми та виду термодинамічного циклу розрізняють одно -, двох -, багатоступінчасті ікаскадні холодильні машини.
Поряд з традиційним використанням R13 в поршневих компресорах, перспективним є застосування в нижньому ступені каскадних холодильних машин з гвинтовими компресорами. У холодильних машинах з відцентровими компресорами R13застосовується до - 110 С.
Для отримання дуже низьких температур (нижче - 70 С), крім багатоступеневих машин, застосовують каскадні холодильні машини. Вони складаються з двох або трьох одноступінчатих або двоступеневих машин. Вона складається з двох одноступінчатих холодильнихмашин.
Двокаскадного холодильна машина. Для досягнення дуже низьких температур, що виходять за межі можливого або технічно доцільного застосування індивідуальних хладоагентов, використовують каскадні холодильні машини.
Властивості насиченої париметану. Недоліки вуглеводнів: займистість і освіта вибухових сумішей з повітрям; низькі значення критичних температур (метан і етилен можуть застосовуватися лише в нижній гілці каскадних холодильних машин); змішуваність з мастилом, отчогов'язкість останнього сильно знижується; малий молекулярна вага застосовуваних вуглеводнів, що робить можливим застосування турбокомпресорів лише в установках великої холодопроіз-водительности; необхідність у спеціальному очищенню вуглеводнів, що поставляються нафтовоїі газовою промисловістю.
Подальше зниження тиску конденсації вуглекислоти може бути досягнуто при використанні холоду, генеруючи-мого при більш низьких температурах, наприклад в холодильних установках з триступінчатим стисненням агента або вкаскадних холодильних машинах. Ці установки, як відомо, мають порівняно складну конструкцію.
При необхідності отримання ще більш низьких температур переходять до каскадному циклу. Каскадна холодильна машина являє собою систему окремо працюючиххолодильних машин, включених послідовно (фіг. Конденсатор нижньої гілки каскаду є випарником верхньої гілки.
Триступенева холодильна машина. Каскадний цикл застосовується при /0 - 70 С. Каскадна холодильна машина являє собою систему двох абодекількох холодильних машин - каскадів. При цьому випарник кожної наступної машини є конденсатором попередньої.
У цьому процесі повітря, стиснене приблизно до тиску 6 ати і охолоджений в теплообмінниках, зріджується при низькій температурі, що досягається вкаскадної холодильної системі. У каскадної холодильної машині застосовуються послідовно з'єднані холодильні цикли, що працюють з усе більш низ-кокіпящі Мі компонентами. Ці цикли пов'язані між собою таким чином, що в кожному наступному циклі відводиться тепловід конденсатора попереднього циклу.
Має яскраво виражені властивості робочої речовини для одноступінчатих низькотемпературних холодильних машин. У двоступеневих і каскадних холодильних машинах може застосовуватися до ta - 80 С. Використовується при температурахконденсації не вище 35 С, при більш високих температурах конденсації можна застосовувати каскадну схему з холодильним агентом низького тиску (або R12) у верхній гілки.
При цьому одночасно вказують температуру холодильного агента перед регулюючим вентилем іперед компресором. Для багатоступеневих або каскадних холодильних машин відзначають також тиск (температуру насичення) між ступенями або гілками каскаду.
Відомо, що отримання температур - 80 С і нижче в багатоступінчастих машинах виявляється скрутнимчерез надмірно низького тиску парів робочого тіла у випарнику. У таких випадках виявляється кращим застосування каскадних холодильних машин з використанням різних холодильних агентів в окремих каскадах.
Термостатування пьезометраздійснюється в термостаті з ізоляційною сорочкою з ультратоікого базальтового волокна, основним і регулюючим нагрівачами і гвинтовий мішалкою. Для термос татірованія при температурах нижче 0Qr використана каскадна холодильна машина.
У триступеневиймашинах використовуються поршневі або ротаційні компресори як ступені низького тиску і поршневі як ступені високого та середнього тисків. Крім того, для низьких температур все частіше застосовують турбоагрегати або каскадні холодильні машини. Триступінчатівуглекислотні компресори використовують тільки для виробництва рідкої вуглекислоти і сухого льоду. В даний час випускаються вуглекислотні компресори типу УОТ - вуглекислотний опозитний триступеневий і 2АУП - двоступінчастий аміачно-вуглекислотний простогодії.
Триступенева холодильна машина для отримання сухого льоду. а - схема. б - цикл. Якщо в нижньому і верхньому каскадах процес здійснюється за допомогою одного і того ж робочого тіла і відсутня різниця температур у конденсаторі-випарнику, каскаднасистема термодинамічно еквівалентна багатоступінчастої. У дійсних умовах в конденсаторі-випарнику каскадної машини спостерігається різниця температур, і вона термодинамічно менш досконала, ніж багатоступенева. Тому каскадну холодильну машинуслід застосовувати тільки там, де потрібне використання різних робочих речовин для роботи в неоднакових інтервалах температур.
Конденсатор-випарник застосовується в каскадних холодильних машинах для конденсації хладоагента, циркулюючого в нижньому каскаді, інших холодоагентах, циркулюючим у верхньому каскаді. В якості хладоагента в нижньому каскаді застосовується, наприклад, етан і етилен, а у верхньому - аміак, пропан, пропілен. У каскадних холодильних машинах також застосовуються хладони.
Призначена для обробки холодом деталей і інструменту, зберігання матеріалів, а також для випробувань і експериментальних досліджень властивостей матеріалів та виробів при різних температурах. Термокамеру встановлюють в опалювальному приміщенні при температурі повітря від 5 до 35 С. Низькотемпературний режим в термокамері забезпечується каскадної холодильної машиною, теплий режим - електропідігрівачем.
Св випарнику-конденсаторі Ф-22 кипить при температурі від - 30 до 35 С, пари Ф-13 що йдуть з нижнього каскаду, конденсуються при температурі приблизно на 10 вище. Для досягнення температури - 140 С застосовують машини-з трьома каскадами, причому верхній працює на Ф-22 середній на Ф-13 нижній на Ф-14. Діаграми Т - S і р - t каскадних холодильних машин принципово не відрізняються від аналогічних діаграм двох-або багатоступеневих машин, що працюють з одним холодоагентах. Більш того, якщо ігнорувати різницю температур у випарнику-конденсаторі, то машини обох типів мають однаковий холодильний коефіцієнт. Таким чином, застосування каскадних холодильних машин вигідно лише в тих випадках, коли в робочому діапазоні температур використання одного хладоагента неможливо або технічно недоцільно.
У термокамерах і термобарокамерах, призначених для постійної і тривалої роботи, застосовують машинне охолодження. Для температури повітря до - 40 С можна використовувати одноступінчасті машини на фреоні-22 або двоступінчасті машини на фреоні-12. Для температур - 70 - ь - 100 С доводиться застосовувати каскадні холодильні машини, що працюють на фреоні-12 або фреоні-22 у верхній гілки і на фреоні-13 в нижній гілці каскаду. Схема термобарокамерах, охолоджуваної каскадної холодильної машиною, наведена на рис. XI.19. В даному випадку теплоізоляція поміщена із зовнішнього боку силовий обичайки.
Конденсатори призначені для охолодження і скраплення парів хладагента, нагнітаються компресором. У деяких конструкціях передбачаються також переохолодження скрапленого хладагента і ресиверні ємність. Тепло відводиться водою, повітрям або повітрям і водою; в конденсаторах-випарниках каскадних холодильних машин - холодоагентом, циркулюючим у верхній гілки каскаду.
Каскадна холодильна машина. - Ткан еіШоШ1і1гЛлес1 - z I чи, 3 - конденсатор, 4 7 - компресори, 5 S -випарники, 6 - холодильник. Каскадна холодильна машина являє собою систему двох або декількох холодильних машин-каскадів, що працюють в різних температурних межах, і, як правило, з різними холодильними агентами. У кожної з вхідних в таку системухолодильних машин вчиняється свій холодильний цикл, який може бути одно - або двоступінчастим. Сполучними ланками окремих каскадів служать теплообмінні апарати, звані випарниками-конденсаторами. Для одного каскаду такий апарат виконує рольвипарника, а для іншого, працюючого на рівні більш низьких температур, - роль конденсатора.
Каскадна холодильна машина. Каскадна холодильна машина являє собою систему двох або декількох холодильних машин-каскадів, які працюють, в різних температурнихмежах, і, як правило, з різними холодильними агентами. У кожної з вхідних в таку систему холодильних машин вчиняється свій холодильний цикл, який може бути одно - або двоступінчастим. Сполучними ланками окремих каскадів служать теплооб-менниє апарати,звані випарниками-конденсаторами. Для одного каскаду такий апарат виконує роль випарника, а для іншого, працюючого на рівні більш низьких температур, - роль конденсатора.
Принципова схема автоматизації холодильної установки з двокаскадноїмашиною (частина схеми. Каскадні холодильні машини застосовуються для отримання температур повітря або рідин до - 90 С і нижче.
Застосування каскадних холодильних машин доцільно при використанні різних холодильних агентів в окремих каскадах. При отриманнідуже низьких температур застосування одного холодильного агента часто недоцільно, якщо це вимагає великого розрідження у випарнику, а іноді і неможливо, якщо температура замерзання агента недостатньо низька.
Застосування каскадних холодильних машиндоцільно при використанні різних холодильних агентів в окремих каскадах. При отриманні дуже низьких температур застосування одного холодильного агента часто недоцільно, якщо це вимагає великого розрідження у випарнику, а іноді і неможливо, якщотемпература замерзання агента недостатньо низька. У таких випадках у нижньому каскаді використовують холодильні агенти з низькими температурами замерзання і не потребують великого розрідження, а у верхньому - холодильні агенти, зазвичай вживані в одноступінчатих машинах.
Застосування каскадних холодильних машин доцільно при використанні різних холодильних агентів в окремих каскадах. При отриманні дуже низьких температур застосування одного холодильного агента часто виявляється недоцільним, якщо це вимагає великогорозрядження в випарнику, а іноді й неможливим, якщо температура замерзання агента недостатньо низька. Тоді в нижньому каскаді використовують холодильні агенти з низькими температурами замерзання і не потребують великого розрядження, а в верхньому каскаді - холодильні агенти,звичайно застосовувані в одноступінчатих машинах.
Цикл каскадної холодильної машини, доцільний при температурах кипіння нижче - 70 С, об'єднує дві машини, що працюють на холодильних агентах, найбільш придатних для прийнятих температурних умов. Холод,одержуваний у випарнику першої машини, витрачається для конденсації пари, що надходять в конденсатор другої машини. Для цього в випарнику-конденсаторі необхідна деяка різниця температур між конденсується парами другої машини і киплячим холодильним агентомпершої машини.
У каскадних холодильних машинах питання циркуляції масла дозволяються окремо для кожної гілки.
У каскадних холодильних машинах температура конденсації tK нижнього каскаду повинна бути в межах - 30 - 0 С, більш високі значення tK небажані, томуяк при цьому тиск конденсації Ф-13 надмірно збільшується.
Pасчети компресорів каскадних холодильних машин виробляють окремо для нижньої і верхньої гілок каскаду.
Pасчет конденсатора-випарника каскадної холодильної машини наведено на рис. 1 в.Тут прийнято, що конденсація відбувається зовні, а кипіння всередині труб.
На агрегатування каскадних холодильних машин накладають відбиток властиві їм специфічні риси - наявність декількох апаратів для здійснення внутрішнього теплообміну (теплообмінники різного призначення) і розширювальної ємкості в нижній гілці. Більш великі машини компонують з окремих агрегатів, причому не вводять до складу агрегатів розширювальну ємність.
Pасчети компресорів каскадних холодильних машин виробляютьокремо для нижньої і верхньої гілок каскаду.
Схема фреонової турбокомпресорної холодильної машини. Таким чином, каскадна холодильна машина цеху розділення газів піролізу працює також і в якості теплового насоса.
Конденсатори-випарники застосовуютьв каскадних холодильних машинах.
Конденсатор-випарник застосовується в каскадних холодильних машинах для конденсації хладоагента, циркулюючого в нижньому каскаді, інших холодоагентах, циркулюючим у верхньому каскаді. В якості хладоагента в нижньому каскадізастосовується, наприклад, етан і етилен, а у верхньому - аміак, пропан, пропілен. У каскадних холодильних машинах також застосовуються хладони.
Схема і цикл в i - lgp - діаграмі каскадної холодильної машини. При розрахунку теоретичного циклу каскадної холодильної машини всепотоки віднесені до 1 кг робочого тіла, проходить через випарник нижнього каскаду.
Схема відтавання маючи з поверхні ропних батарей. Ця система не є каскадної холодильної машиною, так як теоретично обидва процеси фазового перетворення аміаку (кипіння в охолоджувальних приладах 4 і конденсація в випарнику-конденсаторі /) відбуваються при одному тиску.
Схема відтавання інею з поверхні ропних батарей. Ця система не є каскадної холодильної машиною, так як теоретично обидва процеси фазовогоперетворення аміаку: кипіння у випарнику 4 і конденсація в випарнику-конденсаторі 1 відбуваються при одному тиску.
Схема відтавання інею з поверхні ропних батарей. Ця система не є каскадної холодильної машиною, так як теоретично обидва процесифазового перетворення аміаку (кипіння в охолоджувальних приладах 4 і конденсація в випарнику-конденсаторі 1) відбуваються при одному тиску.
Цей холодоагент застосовується в багатоступінчастих і каскадних холодильних машинах на останньому щаблі й дозволяє одержуватитемператури до - 100 С. Фреон-13 нетоксичний і не кородує більшість конструкційних матеріалів, застосовуваних в холодильній техніці. На аркуші 14 показана /- елдіаграмма в межах тисків від 00025 до 3 1 МПа (від 0025 до 31 кгс /см2) і температур від - 130 до 110 С.
Найбільш широкойого використовують в каскадних холодильних машинах холодопроіз-водительности понад 300 кВт, призначених для зріджування природного газу.
Для температури до - 100Е З ПPІХОДІТСЯ застосовувати каскадні холодильні машини, робіт-юціе на R 22 у верхній гілки і на R 13 в нижнійгілки каскаду.
Для температури до - 100 С ПPІХОДІТСЯ застосовувати каскадні холодильні машини, робіт.
У малих двоступеневих, так само як і в малих каскадних холодильних машинах, в основному застосовуються безсальникові компресори, або компресори відкритого типу.Холодильні машини даного типу переважно використовуються для охолодження повітря і лише в деяких випадках - для охолодження холодоносія.
Схема каскадної холодильної машини. | Цикл каскадної холодильної машини в діаграмі TS. Для отримання дуже низькихтемператур (нижче-70) крім багатоступеневих машин застосовують каскадні холодильні машини. Вони являють собою систему, що складається з двох або трьох одноступінчатих машин. На рис. 20 і 21 дани принципова схема і цикл каскадної машини, що складається з двох одноступінчатиххолодильних машин.
До основних теплообмінним апаратів відносяться конденсатори і випарники, а також конденсатори-випарники каскадних холодильних машин.
В залежності від схеми та виду термодинамічного циклу розрізняють одно -, двох -, багатоступінчасті ікаскадні холодильні машини.
Поряд з традиційним використанням R13 в поршневих компресорах, перспективним є застосування в нижньому ступені каскадних холодильних машин з гвинтовими компресорами. У холодильних машинах з відцентровими компресорами R13застосовується до - 110 С.
Для отримання дуже низьких температур (нижче - 70 С), крім багатоступеневих машин, застосовують каскадні холодильні машини. Вони складаються з двох або трьох одноступінчатих або двоступеневих машин. Вона складається з двох одноступінчатих холодильнихмашин.
Двокаскадного холодильна машина. Для досягнення дуже низьких температур, що виходять за межі можливого або технічно доцільного застосування індивідуальних хладоагентов, використовують каскадні холодильні машини.
Властивості насиченої париметану. Недоліки вуглеводнів: займистість і освіта вибухових сумішей з повітрям; низькі значення критичних температур (метан і етилен можуть застосовуватися лише в нижній гілці каскадних холодильних машин); змішуваність з мастилом, отчогов'язкість останнього сильно знижується; малий молекулярна вага застосовуваних вуглеводнів, що робить можливим застосування турбокомпресорів лише в установках великої холодопроіз-водительности; необхідність у спеціальному очищенню вуглеводнів, що поставляються нафтовоїі газовою промисловістю.
Подальше зниження тиску конденсації вуглекислоти може бути досягнуто при використанні холоду, генеруючи-мого при більш низьких температурах, наприклад в холодильних установках з триступінчатим стисненням агента або вкаскадних холодильних машинах. Ці установки, як відомо, мають порівняно складну конструкцію.
При необхідності отримання ще більш низьких температур переходять до каскадному циклу. Каскадна холодильна машина являє собою систему окремо працюючиххолодильних машин, включених послідовно (фіг. Конденсатор нижньої гілки каскаду є випарником верхньої гілки.
Триступенева холодильна машина. Каскадний цикл застосовується при /0 - 70 С. Каскадна холодильна машина являє собою систему двох абодекількох холодильних машин - каскадів. При цьому випарник кожної наступної машини є конденсатором попередньої.
У цьому процесі повітря, стиснене приблизно до тиску 6 ати і охолоджений в теплообмінниках, зріджується при низькій температурі, що досягається вкаскадної холодильної системі. У каскадної холодильної машині застосовуються послідовно з'єднані холодильні цикли, що працюють з усе більш низ-кокіпящі Мі компонентами. Ці цикли пов'язані між собою таким чином, що в кожному наступному циклі відводиться тепловід конденсатора попереднього циклу.
Має яскраво виражені властивості робочої речовини для одноступінчатих низькотемпературних холодильних машин. У двоступеневих і каскадних холодильних машинах може застосовуватися до ta - 80 С. Використовується при температурахконденсації не вище 35 С, при більш високих температурах конденсації можна застосовувати каскадну схему з холодильним агентом низького тиску (або R12) у верхній гілки.
При цьому одночасно вказують температуру холодильного агента перед регулюючим вентилем іперед компресором. Для багатоступеневих або каскадних холодильних машин відзначають також тиск (температуру насичення) між ступенями або гілками каскаду.
Відомо, що отримання температур - 80 С і нижче в багатоступінчастих машинах виявляється скрутнимчерез надмірно низького тиску парів робочого тіла у випарнику. У таких випадках виявляється кращим застосування каскадних холодильних машин з використанням різних холодильних агентів в окремих каскадах.
Термостатування пьезометраздійснюється в термостаті з ізоляційною сорочкою з ультратоікого базальтового волокна, основним і регулюючим нагрівачами і гвинтовий мішалкою. Для термос татірованія при температурах нижче 0Qr використана каскадна холодильна машина.
У триступеневиймашинах використовуються поршневі або ротаційні компресори як ступені низького тиску і поршневі як ступені високого та середнього тисків. Крім того, для низьких температур все частіше застосовують турбоагрегати або каскадні холодильні машини. Триступінчатівуглекислотні компресори використовують тільки для виробництва рідкої вуглекислоти і сухого льоду. В даний час випускаються вуглекислотні компресори типу УОТ - вуглекислотний опозитний триступеневий і 2АУП - двоступінчастий аміачно-вуглекислотний простогодії.
Триступенева холодильна машина для отримання сухого льоду. а - схема. б - цикл. Якщо в нижньому і верхньому каскадах процес здійснюється за допомогою одного і того ж робочого тіла і відсутня різниця температур у конденсаторі-випарнику, каскаднасистема термодинамічно еквівалентна багатоступінчастої. У дійсних умовах в конденсаторі-випарнику каскадної машини спостерігається різниця температур, і вона термодинамічно менш досконала, ніж багатоступенева. Тому каскадну холодильну машинуслід застосовувати тільки там, де потрібне використання різних робочих речовин для роботи в неоднакових інтервалах температур.
Конденсатор-випарник застосовується в каскадних холодильних машинах для конденсації хладоагента, циркулюючого в нижньому каскаді, інших холодоагентах, циркулюючим у верхньому каскаді. В якості хладоагента в нижньому каскаді застосовується, наприклад, етан і етилен, а у верхньому - аміак, пропан, пропілен. У каскадних холодильних машинах також застосовуються хладони.
Призначена для обробки холодом деталей і інструменту, зберігання матеріалів, а також для випробувань і експериментальних досліджень властивостей матеріалів та виробів при різних температурах. Термокамеру встановлюють в опалювальному приміщенні при температурі повітря від 5 до 35 С. Низькотемпературний режим в термокамері забезпечується каскадної холодильної машиною, теплий режим - електропідігрівачем.
Св випарнику-конденсаторі Ф-22 кипить при температурі від - 30 до 35 С, пари Ф-13 що йдуть з нижнього каскаду, конденсуються при температурі приблизно на 10 вище. Для досягнення температури - 140 С застосовують машини-з трьома каскадами, причому верхній працює на Ф-22 середній на Ф-13 нижній на Ф-14. Діаграми Т - S і р - t каскадних холодильних машин принципово не відрізняються від аналогічних діаграм двох-або багатоступеневих машин, що працюють з одним холодоагентах. Більш того, якщо ігнорувати різницю температур у випарнику-конденсаторі, то машини обох типів мають однаковий холодильний коефіцієнт. Таким чином, застосування каскадних холодильних машин вигідно лише в тих випадках, коли в робочому діапазоні температур використання одного хладоагента неможливо або технічно недоцільно.
У термокамерах і термобарокамерах, призначених для постійної і тривалої роботи, застосовують машинне охолодження. Для температури повітря до - 40 С можна використовувати одноступінчасті машини на фреоні-22 або двоступінчасті машини на фреоні-12. Для температур - 70 - ь - 100 С доводиться застосовувати каскадні холодильні машини, що працюють на фреоні-12 або фреоні-22 у верхній гілки і на фреоні-13 в нижній гілці каскаду. Схема термобарокамерах, охолоджуваної каскадної холодильної машиною, наведена на рис. XI.19. В даному випадку теплоізоляція поміщена із зовнішнього боку силовий обичайки.
Конденсатори призначені для охолодження і скраплення парів хладагента, нагнітаються компресором. У деяких конструкціях передбачаються також переохолодження скрапленого хладагента і ресиверні ємність. Тепло відводиться водою, повітрям або повітрям і водою; в конденсаторах-випарниках каскадних холодильних машин - холодоагентом, циркулюючим у верхній гілки каскаду.