سیستم یک مرحله ای و دو مرحله ای و تفاوت های آن در سیکل تبرید سردخانه

سیستم هایی که تراکم گاز از فشار اواپراتور به فشار کندانسور در دو مرحله انجام می شود سیستم دو مرحله ای و سیستم هایی که عمل تراکم در یک مرحله صورت می گیرد سیستم یک مرحله ای گویند. نسبت فشاری که یک کمپرسور سیلندر پیستونی می تواند ایجاد کند حدود ۸ می باشد ، بنابراین برای رسیدن به دمای پایین تر از ۲۰- درجه سانتیگراد با دمای کندانسینگ ۳۵ درجه سانتیگراد در سیستم های آمونیاکی توسط کمپرسورهای سیلندر پیستونی باید از سیستم های دو مرحله ای استفاده کرد. این در حالیست که برای رسیدن به دماهای پایین می توان از کمپرسور اسکرو در سیستم یک مرحله ای استفاده کرد زیرا کمپرسورهای اسکرو می توانند نسبت فشار حدود ۲۰ نیز تأمین نمایند که از نظر بازده و مصرف انرژی توصیه نمی شوند و بهتر است که حتی برای دماهای پایین از کمپرسور های اسکرو در سیستم دو مرحله ای استفاده شود. بسیاری از سردخانه ها دو و یا چند دمای کاربری دارند مثلاً در صنایع غذایی یک دمای ۱۸- درجه سانتیگراد برای نگهداری مواد منجمد گوشت یا مرغ و یک دمای ۲+ برای نگهداری میوه ها یا سبزیجات . در این نمونه ها یک سپراتور یا اینترکولر با دمای میانی در نظر گرفته می شود که محل تخلیه کمپرسور دما پایین (بوستر کمپرسور) می باشد و همچنین می توان برای تغذیه مایع و برگشت از اواپراتورهای سالن های دمای میانی، از آن استفاده کرد. در سیستم های دو مرحله ای گاز خروجی از کمپرسور فشار پایین یا توسط پاشش مایع مبرد در آن که در سیستم های فریونی رایج است یا توسط تخلیه در یک مخزن مایع با فشار میانی (اینترکولر) که در سیستم های آمونیاکی رایج است، خنک می شود. سپس گاز خنک شده با فشار میانی وارد کمپرسور فشار بالا می گردد و نهایتاً در کندانسور تخلیه می گردد. در شکل و فلودیاگرام سیستم های یک مرحله ای و دو مرحله ای نشان داده شده است.

فلو دیاگرام سیستم یک مرحله ای سیکل تبرید سردخانه های آمونیاکی

فلو دیاگرام سیستم دو مرحله ای در سیکل تبرید سردخانه های آمونیاکی

از سیستم های دو مرحله ای در دماهای پایین (سردخانه های زیر صفر ، تونل های انجماد و چیلرهای زیر صفری) استفاده می گردد. در شکل زیر مقدار ذخیره انرژی در سیستم های دو مرحله ای با توجه به دمای تبخیر اواپراتور مقایسه شده است. ملاحظه می گردد در سیستم های آمونیاکی برای رسیدن به دمای ۴۰- درجه سانتیگراد (دمای سپراتور برای تونل های انجماد می باشد) ، توسط سیستم دو مرحله ای مقدار ۱۴٪ در مصرف انرژی نسبت به سیستم های تک مرحله ای صرفه جویی می شود.

میزان ذخیره انرژی در سیستم های دو مرحله ای سردخانه های صنعتی آمونیاکی