カスケード冷凍とは何ですか?

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カスケード冷凍とは

カスケード冷凍とは何ですか?

カスケード冷房は、中間熱交換器(カスケード熱交換器/カスケードコンデンサ)によって接続された2つの別々の蒸気圧搾サイクルを使用する低温冷凍システムです。 単一段方式が非効率、不安定、または非常に低い蒸発の温度で圧縮機の排出の温度の限界を超過するとき、それは一般に適用されます。

多くの産業設計では、カスケード熱交換器は、コンパクトなフットプリントと高熱伝達効率によりプレート熱交換器として実装されています。

1)カスケード冷凍システムの作業原理

カスケード冷凍システムは、2つのステップに全温度上昇を分割します。低温(LT)サイクルは、非常に低い蒸発温度を処理し、高温(HT)サイクルは周囲に熱を拒絶します。 冷媒を混合することなく、共有カスケード熱交換器で熱交換する2サイクル。

• LTのコンデンサー(LTの側面は熱を拒絶します)
• HTの蒸化器(HTの側面は熱を吸収します)

2)カスケードの冷凍の重要な部品

• LT回路:蒸化器、圧縮機、拡張装置、制御
• HT回路:圧縮機、コンデンサー、拡張装置、制御
• カスケード熱交換器:LTからHTへの熱を移すインターステージの熱交換器
• 安全及び制御: 圧力/温度の保護、オイル管理(適当なように)、要求される漏出検出

カスケード熱交換器は、システム「熱橋」です。 そのアプローチ温度、圧力低下および配分の性能は直接COPおよび安定性に影響を与えます。

3)カスケード システムで典型的な冷却剤のペアリング

カスケード冷凍は、各サイクルがより有利な圧力と温度範囲内で動作するように冷媒ペアリングを有効にします。 LTステージでは、高温に適した冷媒を使用していますが、HTステージでは熱拒絶に最適化された冷媒を使用しています。

4)カスケード熱交換器の選択(なぜプレート熱交換器は共通です)

カスケード熱交換器は、2サイクル間の温度「ピンチ」を決定します。 より小さいアプローチ温度は効率を改善しますが、通常より大きい熱伝達区域を要求します。 実際には、プレート熱交換器は、コンパクトなフットプリントで高いU値を提供し、低アプローチの温度を提供できるため、しばしば選択されます。

• 熱負荷(kW)および設計証拠金
• LTの凝縮の温度およびHTの蒸発の温度
• ターゲットアプローチ温度(ピンチ)
• 両側の許容圧力低下
• 冷媒分布とチャネル構成
• オイルのリターン行動および分離の作戦
• 素材選定・リークリスク管理
• 保守性(点検・清掃)の要件

冷媒タイプおよび漏出危険の条件によって、カスケードの熱交換器はガスケット、半溶接される、または十分に溶接されるかもしれません。

5)カスケード冷凍はどこで使用されますか?

• 産業冷凍および低温貯蔵
• 食品凍結と深凍結処理
• 製薬・バイオテック低温プロセス
• 試験室および専門低温装置

コンテンツ

カスケード冷凍は、カスケード熱交換器によって接続された2つの別々のサイクルを使用して、効率性とより安全なコンプレッサー操作で低温を実現します。 多くのプロジェクトでは、適切なカスケード熱交換器(多くの場合プレート熱交換器)を選択すると、COP、安定性、長期信頼性の重要なレバーです。

• ✔ 2段の温度上昇は深いサブゼロの冷凍を可能にします
• ✔ カスケード熱交換器は、重要なインターステージ「熱橋」です。
• ✔ プレート熱交換器は、コンパクト性と高い性能のために一般的です

よくある質問(FAQ)