दो-चरण कंप्रेसर प्रशीतन सिद्धांत

दो-चरणीय कंप्रेसर प्रशीतन चक्र में आम तौर पर दो कंप्रेसर का उपयोग किया जाता है, अर्थात् एक निम्न-दबाव कंप्रेसर और एक उच्च-दबाव कंप्रेसर।

1.1 वाष्पीकरण दाब से संघनक दाब तक रेफ्रिजरेंट गैस के बढ़ने की प्रक्रिया को 2 चरणों में विभाजित किया गया है

प्रथम चरण: पहले निम्न-दबाव चरण कंप्रेसर द्वारा मध्यवर्ती दबाव तक संपीड़ित किया जाता है:
दूसरा चरण: मध्यवर्ती दबाव के तहत गैस को मध्यवर्ती शीतलन के बाद उच्च दबाव कंप्रेसर द्वारा संघनन दबाव तक संपीड़ित किया जाता है, और प्रत्यागामी चक्र एक प्रशीतन प्रक्रिया को पूरा करता है।

कम तापमान का उत्पादन करते समय, दो-चरण संपीड़न प्रशीतन चक्र का इंटरकूलर उच्च दबाव चरण कंप्रेसर में सर्द के इनलेट तापमान को कम करता है, और उसी कंप्रेसर के निर्वहन तापमान को भी कम करता है।

चूँकि द्वि-चरणीय संपीडन प्रशीतन चक्र संपूर्ण प्रशीतन प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित करता है, प्रत्येक चरण का संपीडन अनुपात एकल-चरणीय संपीडन की तुलना में बहुत कम होगा, जिससे उपकरण शक्ति की आवश्यकता कम हो जाएगी और प्रशीतन चक्र की दक्षता में बहुत सुधार होगा। द्वि-चरणीय संपीडन प्रशीतन चक्र को विभिन्न मध्यवर्ती शीतलन विधियों के अनुसार एक मध्यवर्ती पूर्ण शीतलन चक्र और एक मध्यवर्ती अपूर्ण शीतलन चक्र में विभाजित किया जाता है; यदि यह थ्रॉटलिंग विधि पर आधारित है, तो इसे प्रथम-चरण थ्रॉटलिंग चक्र और द्वितीय-चरण थ्रॉटलिंग चक्र में विभाजित किया जा सकता है।

1.2 दो-चरण संपीड़न रेफ्रिजरेंट प्रकार

अधिकांश द्वि-चरणीय संपीडन प्रशीतन प्रणालियाँ मध्यम और निम्न तापमान वाले प्रशीतकों का चयन करती हैं। प्रायोगिक शोध से पता चलता है कि ऊर्जा दक्षता की दृष्टि से R448A और R455a, R404A के अच्छे विकल्प हैं। हाइड्रोफ्लोरोकार्बन के विकल्पों की तुलना में, पर्यावरण के अनुकूल कार्यशील द्रव के रूप में CO2, हाइड्रोफ्लोरोकार्बन प्रशीतकों का एक संभावित विकल्प है और इसकी पर्यावरणीय विशेषताएँ अच्छी हैं।

लेकिन R134a को CO2 से बदलने से सिस्टम का प्रदर्शन ख़राब हो जाएगा, विशेष रूप से उच्च परिवेश के तापमान पर, CO2 सिस्टम का दबाव काफी अधिक होता है और इसके लिए प्रमुख घटकों, विशेष रूप से कंप्रेसर के विशेष उपचार की आवश्यकता होती है।

1.3 दो-चरणीय संपीड़न प्रशीतन पर अनुकूलन अनुसंधान

वर्तमान में, दो-चरण संपीड़न प्रशीतन चक्र प्रणाली के अनुकूलन अनुसंधान परिणाम मुख्य रूप से निम्नानुसार हैं:
(1) इंटरकूलर में ट्यूब पंक्तियों की संख्या बढ़ाने और एयर कूलर में ट्यूब पंक्तियों की संख्या कम करने से इंटरकूलर का ताप विनिमय क्षेत्र बढ़ सकता है, जबकि एयर कूलर में ट्यूब पंक्तियों की बड़ी संख्या के कारण होने वाले वायु प्रवाह को कम किया जा सकता है। इसके इनलेट पर लौटते हुए, उपरोक्त सुधारों के माध्यम से, इंटरकूलर के इनलेट तापमान को लगभग 2°C तक कम किया जा सकता है, और साथ ही, एयर कूलर के शीतलन प्रभाव की गारंटी भी दी जा सकती है।

(2) निम्न-दाब संपीडक की आवृत्ति स्थिर रखें और उच्च-दाब संपीडक की आवृत्ति बदलें, जिससे उच्च-दाब संपीडक के गैस वितरण आयतन का अनुपात बदल जाता है। जब वाष्पीकरण तापमान -20°C पर स्थिर रहता है, तो अधिकतम COP 3.374 होता है, और अधिकतम COP के अनुरूप गैस वितरण अनुपात 1.819 होता है।

(3) कई सामान्य CO2 ट्रांसक्रिटिकल दो-चरण संपीड़न प्रशीतन प्रणालियों की तुलना करके, यह निष्कर्ष निकाला गया है कि गैस कूलर के आउटलेट तापमान और कम दबाव वाले चरण कंप्रेसर की दक्षता का एक निश्चित दबाव पर चक्र पर बहुत प्रभाव पड़ता है, इसलिए यदि आप सिस्टम दक्षता में सुधार करना चाहते हैं, तो गैस कूलर के आउटलेट तापमान को कम करना और उच्च परिचालन दक्षता वाले कम दबाव वाले चरण कंप्रेसर का चयन करना आवश्यक है।