Двухступенчатые системы охлаждения

Этот пар теряет охлаждающую способность и должен быть сжат от давления всасывания до давления нагнетания.

Энергия, затраченная на сжатие этого пара, является потерянной энергией. Если бы часть жидкого хладагента могла расшириться при промежуточном давлении и охладить жидкость, термодинамически это был бы более эффективный вариант, потому что охлаждение происходило бы при более высокой температуре.

В этом заключается смысл использования двухступенчатой системы. Часть жидкого хладагента, заключенного в ресивере, сначала расширяется при промежуточном давлении и затем испаряется, охлаждая оставшуюся жидкость в промежуточном теплообменнике.

Пар с промежуточным давлением направляется в линию нагнетания ступени низкого давления, охлаждает пар на линии нагнетания ступени низкого давления и направляется в компрессор ступени высокого давления.

При этом экономится энергия, затраченная на сжатие пара от давления всасывания до промежуточного давления, а температура нагнетания компрессора ступени высокого давления становится ниже.

Отсюда следует, что двухступенчатые системы с их высокой эффективностью и низкой температурой нагнетания особенно подходят для низкотемпературных систем охлаждения.

Промежуточные теплообменники могут подавать хладагент в испарители с промежуточной температурой.

В отличие от насосной циркуляции, естественная циркуляция осуществляется при помощи эффекта термосифона, развиваемого в испарителе. Естественная циркуляция проще и надежнее насосной циркуляции, но эффективность теплопередачи при естественной циркуляции не так высока.

Теоретически, двухступенчатые системы являются более экономичными, чем одноступенчатые. Однако найти хладагент, который эффективно работал бы при высоких и низких температурах в низкотемпературных системах довольно трудно.

При высоких температурах давление хладагента будет очень высоким, что накладывает высокие требования на работу компрессора. При низких температурах давление хладагента станет очень низким, что может привести к большому натеканию воздуха в контур охлаждения (воздух в контуре приводит к уменьшению теплопередающей способности конденсатора). Таким образом, наилучшим выходом для создания низкотемпературной системы охлаждения является каскадная система.