หน่วยทำความเย็น Cascade: ระบบอุณหภูมิต่ำสุดแบบวงจรคู่สำหรับการระบายความร้อนในอุตสาหกรรม -70℃ ถึง -120℃

หน่วยทำความเย็น Cascade: ระบบอุณหภูมิต่ำสุดแบบวงจรคู่สำหรับการระบายความร้อนในอุตสาหกรรม -70℃ ถึง -120℃

หน่วยทำความเย็น Cascade มีกำลังทำความเย็นตั้งแต่ 10kW ถึง 150kW ออกแบบมาเพื่อใช้งานในการทดสอบอุณหภูมิเยือกแข็ง การอบแห้งด้วยความเย็น การแปรรูปวัสดุพิเศษ และห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องการอุณหภูมิต่ำ หน่วยทำความเย็น Cascade ใช้สองวงจรหล่อเหล็กปิดแยกกัน ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนอุณหภูมิสูงและขั้นตอนอุณหภูมิต่ำ เพื่อให้สามารถควบคุมอุณหภูมิการระเหยได้ตั้งแต่ -70℃ จนถึง -120℃ หน่วยทั้งหมดสามารถทำงานอย่างต่อเนื่องและเสถียรได้เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนแปลงระหว่าง 5℃ ถึง 35℃ โดยมีกำลังไฟของเครื่องทำความร้อนกระบอกสูบตั้งไว้ที่ 240W เพื่อป้องกันการทำงานของคอมเพรสเซอร์ขั้นต่ำ วงจรการบำรุงรักษาวาล์วคอมเพรสเซอร์ขั้นต่ำของหน่วยทำความเย็น Cascade คือ 6,200 ชั่วโมงของการใช้งาน หากมีสารเจือปนในวงจรเกิน 40ppm จะทำให้อายุการใช้งานลดลงมากกว่า 35% หน่วยทำความเย็น Cascade xiteliduo ใช้การออกแบบถังแรงดันเสริมความแข็งแรง โดยชุดกระบอกสูบขั้นต่ำสามารถทนต่อแรงดันการปล่อยออกสูงสุดอย่างต่อเนื่องได้สูงสุดถึง 3.0MPaเมื่อเทียบกับคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นแบบสองขั้นตอนหน่วยเดียวที่มีกำลังทำความเย็นเท่ากัน หน่วยทำความเย็นแบบคาสเคดจะให้อุณหภูมิการระเหยต่ำกว่ามาก แต่มีการใช้พลังงานสูงกว่า 2.6% พื้นที่ใช้สอยของหน่วยทำความเย็นแบบคาสเคดอยู่ที่ 1.8–2.4 ตารางเมตร ซึ่งใหญ่กว่าหน่วยทำความเย็นแบบสองขั้นตอนหน่วยเดียวที่ให้กำลังทำความเย็นเท่ากันถึง 40–80% น้ำมันหล่อลื่นที่แนะนำแตกต่างกันตามวงจร: ขั้นสูงใช้น้ำมัน ISO VG68 ส่วนขั้นต่ำใช้น้ำมันหล่อลื่นสำหรับเครื่องทำความเย็นอุณหภูมิต่ำ ISO VG100 โดยความสะอาดของน้ำมันต้อง ≥NAS7 กระแสเริ่มต้นของคอมเพรสเซอร์ขั้นต่ำสูงถึง 3.7 เท่าของกระแสที่กำหนดไว้ ตัวติดตั้งควรขนาด 1.25 เท่าของกระแสที่กำหนด เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนไฟฟ้าไหม้ ปริมาตรตัวรับของเหลวสำหรับแต่ละวงจรแยกต่างหากควรเป็น 1.8 เท่าของปริมาณสารทำความเย็นที่ใช้งาน จำเป็นต้องใช้ตัวรับคู่เพื่อควบคุมปัญหาการไหลของของเหลวในทั้งขั้นสูงและขั้นต่ำ การตรวจสอบตัวกรองดูดต้องดำเนินการทุก 1,800 ชั่วโมงทำงานสำหรับทั้งสองวงจร หากตัวกรองอุดตันเกิน 50% จะทำให้อุณหภูมิสูงเกินดูดตกลงไปเกิน 15K และลดประสิทธิภาพการทำความเย็นลงถึง 17% วิศวกรจัดซื้อจำนวนมากเปรียบเทียบหน่วยทำความเย็นแบบคาสเคดกับคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นแบบสองขั้นตอนหน่วยเดียวนี่คือวิธีแก้ปัญหาสำหรับความต้องการอุณหภูมิต่ำกว่า -70°C ในการระเหย โดยคอมเพรสเซอร์ระบบทำความเย็นแบบสองขั้นตอนหน่วยเดียวไม่สามารถทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า -70°C ได้ ซึ่งถือเป็นเส้นแบ่งหลักระหว่างเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำสุดทั้งสองประเภท หน่วยทำความเย็นแบบแคสเคดสามารถทำงานต่อเนื่องได้ 12–16 ชั่วโมงต่อวัน สำหรับการอบแห้งแบบแช่แข็งและการใช้งานในห้องปฏิบัติการ เวลาหยุดบำรุงรักษาต่อปีมีประมาณ 4.2% ของเวลาการทำงานทั้งหมด สารทำความเย็นขั้นสูงมักใช้ R404A หรือ R507A ส่วนขั้นต่ำมักใช้ R23 จำเป็นต้องแยกการตรวจจับการรั่วไหลและการจัดการสารทำความเย็นสำหรับวงจรทั้งสอง ระดับเสียงที่วัดจากห่างหน่วยทำความเย็นแบบแคสเคด 1 เมตรอยู่ที่ 84 dB(A) การติดตั้งหุ้มเสียงจะช่วยลดระดับเสียงลง 12 dB(A) เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดสภาพแวดล้อมภายในโรงงาน สภาวะการทำงานในอุณหภูมิต่ำก่อให้เกิดอัตราส่วนการอัดที่สูงมาก การทำงานต่อเนื่องนานเกินอุณหภูมิการปล่อยที่กำหนดจะทำให้อายุการใช้งานโดยรวมลดลงเกือบ 37% ในระยะเวลาสองปี วาล์วระบายความปลอดภัยติดตั้งแยกกันสำหรับขั้นสูงและขั้นต่ำ ทั้งสองตั้งค่าที่ 3.0 MPa และต้องทำการสอบเทียบประจำปีสำหรับวาล์วทั้งสองชนิด การจับคู่คอนเดนเซอร์สำหรับขั้นสูงควรให้อุณหภูมิการควบแน่นอยู่ระหว่าง 32°C ถึง 40°Cอุณหภูมิการควบแน่นที่เพิ่มขึ้น 5°C จะทำให้ความสามารถในการทำความเย็นโดยรวมของหน่วยลดลงประมาณ 13% การตรวจสอบช่องว่างของแหวนพิสตันจำเป็นสำหรับคอมเพรสเซอร์ระดับต่ำ เมื่อช่องว่างเกิน 0.12 มม. ประสิทธิภาพปริมาตรจะลดลงต่ำกว่า 67% และหน่วยจะสูญเสียความสามารถในการทำความเย็นตามการออกแบบ หน่วยทำความเย็นแบบแคสเคด xiteliduo ใช้วาล์วดูดและวาล์วปล่อยที่มีสปริงเสริมแรง ซึ่งเวลาตอบสนองของการเปิดวาล์วอยู่ในช่วง 0.7 มิลลิวินาที เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างระดับสูงและระดับต่ำทำหน้าที่เป็นเครื่องควบแน่นสำหรับระดับต่ำและเครื่องระเหยสำหรับระดับสูง ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักในการถ่ายเทความร้อนของหน่วยทำความเย็นแบบแคสเคด อัลตราแม่เหล็กของแบริ่งเพลาข้อเหวี่ยงระดับต่ำตั้งค่าเกณฑ์เตือนอุณหภูมิไว้ที่ 78°C ระบบควบคุมจะปิดวงจรไฟฟ้าเมื่ออุณหภูมิเกิน 85°C เพื่อป้องกันการเกิดปัญหาการติดขัด มุมเอียงในการขนส่งของหน่วยทำความเย็นแบบแคสเคดไม่ควรเกิน 10 องศา หากเอียงมากเกินไปจะทำให้มีน้ำมันไหลล้นและเกิดปรากฏการณ์ "hammering" ของของเหลวภายในคอมเพรสเซอร์ระดับต่ำ ตัวแยกน้ำมันที่เหมาะสมสำหรับระดับต่ำต้องมีประสิทธิภาพการแยก ≥99.6% อัตราการปนเปื้อนของน้ำมันที่มากกว่า 0.4% จะทำให้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแคสเคดปนเปื้อนอย่างรวดเร็วต้องมีการดูดซับความร้อนสูงอย่างมั่นคงที่ 8K ถึง 12K สำหรับขั้นต่ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวไหลกลับและปกป้องคอมเพรสเซอร์ขั้นต่ำในหน่วยทำความเย็นแบบแคสเคด งานฐานรากในการติดตั้งต้องใช้คอนกรีตเกรด C25 หรือสูงกว่า การทรุดตัวของฐานรากเกิน 0.2 มม. ต่อปี จะทำให้เพลาไม่ตรงตำแหน่งและเกิดการสั่นสะเทือนผิดปกติ แรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ในหน่วยทำความเย็นแบบแคสเคดที่โหลดเต็มจะมีค่าแฟกเตอร์กำลังสูงถึง 0.80 การติดตั้งตัวเก็บประจุชดเชยกำลังปฏิกิริยาสามารถช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านไฟฟ้าได้