واحد خنک کننده کاسکاد: طراحی مدار خنک کننده دوگانه برای فرآیند یخچال عمیق

واحد خنک کننده کاسکاد: طراحی مدار خنک کننده دوگانه برای فرآیند یخچال عمیق

واحد خنک کننده کاسکاد دو مدار جداگانه مواد خنک کننده را اتخاذ می کند که از طریق مبدل گرما کاسکاد متصل شده اند و برای عملیات پایدار در دمای تبخیر زیر -70 ℃ برای یخ زدن دارویی و مواد طراحی شده اند. واحد خنک کننده کاسکاد می تواند 75٪ کارایی کلی سیستم را در دمای تبخیر -80 ℃ حفظ کند. حلقه های مرحله بالا و مرحله پایین از دو مواد خنک کننده مختلف استفاده می کنند که برای محدوده های دمای مربوطه خود بهینه شده اند. کل واحد می تواند با ثبات در هنگام نوسانات دمای محیط از 5 ℃ تا 38 ℃ کار کند. هر کمپرسور مجهز به گرمایشگر مستقل کرنکس است تا از مهاجرت مواد خنک کننده در طول حالت آماده سازی جلوگیری شود. چرخه تعمیر صفحه دریچه کمپرسور برای واحد خنک کننده کاسکاد 5500 ساعت کار است. ناخالصی های داخل هر یک از مدارهای یخچال بیش از 40 ppm کل عمر سیستم را بیش از 38٪ کاهش می دهد. کمپرسور متقابل xiteliduo را می توان به عنوان اجزای فشرده سازی مرحله پایین یا مرحله بالا در داخل واحد خنک کننده کاسکاد پیکربندی کرد که با الزامات مختلف دمای مدارهای دوگانه مطابقت دارد. در مقایسه با کمپرسور یخچال دو مرحله ای تک واحد در دمای هدف -80 ℃، واحد یخچال کاسکاد هزینه سیستم اولیه 12٪ بالاتر است. این تنها گزینه قابل اعتماد زیر تبخیر -70 ℃ است. کل اثر کف واحد خنک کننده کاسکاد کامل 2.4 است ㎡, که 38٪ بزرگتر از یک واحد کمپرسور یخچال دو مرحله ای مستقل است. درجه روغن روانکاری توصیه شده بین دو حلقه واحد خنک کننده کاسکاد متفاوت است. حلقه پایین از ISO VG100 استفاده می کند، حلقه بالا از ISO VG68 استفاده می کند، هر دو در درجه تمیزی NAS 7 نگهداری می شوند. جریان شروع هر کمپرسور در واحد خنک کننده کاسکاد به طور جداگانه کنترل می شود. هر کانتاکتور باید با اندازه 1.25 برابر جریان نامزد کمپرسور مربوطه اندازه گیری شود. حجم گیرنده مایع برای هر مدار خنک کننده واحد خنک کننده کاسکاد باید 1.8 برابر شارژ خنک کننده فردی باشد. این طراحی خطر سست شدن مایع را برای هر دو مرحله فشرده سازی کاهش می دهد. بازرسی فیلتر مکش برای هر دو مدار باید هر 1500 ساعت کاری انجام شود. مسدود شدن فیلتر بیش از ۵۰٪ گرمایش جذب را از ۱۵K بالا می برد و کل ظرفیت خنک کننده واحد خنک کننده کاسکاد را ۲۲٪ کاهش می دهد. بسیاری از مهندسان خرید واحد خنک کننده کاسکاد را با کمپرسور خنک کننده دو مرحله ای واحد اشتباه می کنند. مدل های دو مرحله ای تک واحد نمی توانند عملیات پایدار زیر دمای تبخیر -70 ℃ را بدست آورند. کمپرسور یخچال متقابل استاندارد از جمله کمپرسور یخچال متقابل کوچک، متوسط، بزرگ 4 سیلندری و بزرگ 6 سیلندری نمی تواند به دمای فوق العاده پایین زیر -70 ℃ برسد. کمپرسور یخچال پیچ می تواند به عنوان کمپرسور مرحله بالا در واحد یخچال کاسکاد استفاده شود، اما به ندرت به عنوان واحد مرحله پایین به دلیل عملکرد ضعیف مهر و موم در دمای بسیار پایین استفاده می شود. واحد خنک کننده کاسکاد می تواند 18 ساعت به طور مداوم در روز برای ذخیره سازی سرد بیوبانک و داروسازی کار کند. زمان متوقف نگهداری سالانه حدود 4.5٪ از کل زمان عملیاتی را تشکیل می دهد. جفت بندی مواد خنک کننده رایج برای واحد خنک کننده کاسکاد R404A برای مدار مرحله بالا و R23 برای مدار مرحله پایین است. این جفت سازی سطح فشار و عملکرد انتقال گرما را متعادل می کند. سطح سر و صدا اندازه گیری شده در 1 متر از واحد خنک کننده کاسکاد 84dB (A) است. نصب محفظه صوتی کامل خواندن سر و صدا را با 13dB (A) کاهش می دهد تا محدودیت های سختگیرانه سر و صدای محیط زیست کارخانه را برآورده کند. شرایط کار کمپرسور یخچال به طور مستقیم بر عمر تجهیزات تاثیر می گذارد. عملیات طولانی بالای دمای تخلیه نامگذاری عمر قابل استفاده کل کمپرسورهای واحد یخچال کاسکادی را در عرض دو سال تقریباً 42٪ کاهش می دهد. دریچه های ایمنی در مدارهای مرحله بالا و مرحله پایین واحد خنک کننده کاسکاد نصب شده اند. هر دریچه نیاز به کالیبراسیون سالانه دارد تا زمان پاسخ را در عرض 0.3 ثانیه در طول افزایش فشار تضمین کند. انتخاب مبدل گرما کاسکاد برای واحد یخچال کاسکاد بسیار مهم است. تفاوت دمای بین تراکم مرحله بالا و تبخیر مرحله پایین به طور معمول در 5K تا 8K کنترل می شود. پاکسازی حلقه پیستون کمپرسورهای متقابل داخل واحد خنک کننده کاسکاد نیاز به بازرسی در طول تعمیرات عمومی دارد. هنگامی که فاصله بیش از 0.12 میلی متر باشد، کارایی حجمی زیر 70٪ کاهش می یابد. کمپرسور متقابل xiteliduo که در واحد خنک کننده کاسکاد استفاده می شود، دریچه های مکش بهار و تخلیه تقویت شده را اتخاذ می کند. زمان پاسخ باز کردن دریچه در عرض 0.7ms کنترل می شود تا از دست دادن خنثی را تحت نسبت فشار بزرگ کاهش دهد. هر کمپرسور داخل واحد خنک کننده کاسکاد دارای مکانیزم تخلیه سیلندر مستقل است که از شروع و توقف مکرر موتور جلوگیری می کند و از گرمایش بیش از حد بخش های فشرده سازی جلوگیری می کند. آستانه هشدار دمای بلبرینگ کرنک شافت برای کمپرسورهای واحد خنک کننده کاسکاد به 80 ℃ تنظیم شده است. سیستم کنترل قطع برق را هنگامی که دمای بیش از 85 درجه سانتیگراد ایجاد می کند. زاویه شیب حمل و نقل واحد یخچال کاسکاد نمی تواند بیش از 12 درجه باشد. زاویه شیب بزرگتر