Cascade refrigeration
કાસ્કેડ રેફ્રિજરેશન ચક્ર એ બહુસ્તરીય થર્મોડાયનેમિક ચક્ર છે. બે તબક્કાની પ્રક્રિયાનું ઉદાહરણ જમણી બાજુએ બતાવવામાં આવ્યું છે. (મોબાઇલ પર નીચે) કાસ્કેડ ચક્રનો ઉપયોગ ઘણીવાર યુ. એલ. ટી. ફ્રીઝર જેવા ઉપકરણો માટે થાય છે. કાસ્કેડ રેફ્રિજરેશન સિસ્ટમમાં, વિવિધ રેફ્રિજરેટર્સ સાથે બે અથવા વધુ વરાળ-સંકોચન ચક્રનો ઉપયોગ થાય છે. દરેક ચક્રનું બાષ્પીભવન-ઘનીકરણ તાપમાન ક્રમિક રીતે ઓછું હોય છે, જેમાં કુલ ઇચ્છિત તાપમાનના ઘટાડાને આવરી લેવા માટે કેટલાક ઓવરલેપ હોય છે, જેમાં રેફ્રિજન્ટને તેઓ આવરી લે છે તે તાપમાન શ્રેણીમાં અસરકારક રીતે કામ કરવા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. નીચા તાપમાનની પ્રણાલી બાષ્પીભવકનો ઉપયોગ કરીને ઠંડુ કરવા માટે જગ્યામાંથી ગરમીને દૂર કરે છે અને તેને હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે જે ઉચ્ચ તાપમાન પ્રણાલીના શીતકના બાષ્પીભવન દ્વારા ઠંડુ થાય છે. વૈકલ્પિક રીતે, તેના બદલે પ્રવાહીથી પ્રવાહી અથવા સમાન હીટ એક્સ્ચેન્જરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઉચ્ચ તાપમાન પ્રણાલી ગરમીને પરંપરાગત કન્ડેન્સરમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે જે પ્રણાલીના સમગ્ર ઉષ્મા ઉત્પાદનને વહન કરે છે અને નિષ્ક્રિય, પંખો અથવા પાણીથી ઠંડુ હોઈ શકે છે. કાસ્કેડ ચક્રને કાં તો અલગ લૂપ્સમાં સીલ કરીને અલગ કરી શકાય છે, અથવા જેને "ઓટો-કાસ્કેડ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે જેમાં વાયુઓને મિશ્રણ તરીકે સંકુચિત કરવામાં આવે છે પરંતુ એક શીતક પ્રવાહીમાં ઘનીકરણ કરે છે જ્યારે અન્ય બાકીના ચક્રમાં વાયુ તરીકે ચાલુ રહે છે. જો કે ઓટો-કાસ્કેડ સિસ્ટમની ડિઝાઇન અને સંચાલનની પરિસ્થિતિઓ પર ઘણા અવરોધો રજૂ કરે છે જે કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો કરી શકે છે, તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર નાની સિસ્ટમોમાં થાય છે કારણ કે તેમાં માત્ર એક જ કોમ્પ્રેસરની જરૂર પડે છે, અથવા ક્રાયોજેનિક સિસ્ટમોમાં કારણ કે તે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની જરૂરિયાત ઘટાડે છે જેથી કોમ્પ્રેસરને ક્રાયોજેનિક ચક્રમાં ગરમી લીક કરતા અટકાવી શકાય. બંને પ્રકારોનો ઉપયોગ એક જ પ્રણાલીમાં થઈ શકે છે, સામાન્ય રીતે અલગ-અલગ ચક્ર પ્રથમ તબક્કો (ઓ) હોય છે અને ઓટો-કાસ્કેડ છેલ્લો તબક્કો હોય છે. નીચું તાપમાન હાંસલ કરવા માટે પેલ્ટિયર કૂલર્સને બહુ-તબક્કાની પ્રણાલીમાં પણ ઉતારવામાં આવી શકે છે. અહીં પ્રથમ પેલ્ટિયર કુલરની ગરમ બાજુ બીજા પેલ્ટિયર કુલરની ઠંડી બાજુ દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે, જે કદમાં મોટું હોય છે, જેની ગરમ બાજુ બદલામાં તેનાથી પણ મોટા પેલ્ટિયર કુલરની ઠંડી બાજુ દ્વારા ઠંડુ કરવામાં આવે છે, અને તેથી વધુ. જેમ જેમ વધુ તબક્કાઓ ઉમેરવામાં આવે છે તેમ તેમ કાર્યક્ષમતા ખૂબ જ ઝડપથી ઘટી જાય છે પરંતુ ક્રાયોજેનિક તાપમાનની નજીક ખૂબ જ ઓછા ગરમીના ભાર માટે આ ઘણીવાર કોમ્પેક્ટ અને ઓછા ખર્ચને કારણે અસરકારક ઉકેલ બની શકે છે, જેમ કે મધ્ય-શ્રેણીના થર્મોગ્રાફિક કેમેરામાં. બે તબક્કાનું પેલ્ટિયર ઠંડક ત્રણ તબક્કાઓ સાથે-30°સી,-75°સી, ચાર તબક્કાઓ સાથે-85°સી, છ તબક્કાઓ સાથે-100°સી અને સાત તબક્કાઓ સાથે-123°સી મેળવી શકે છે. રેફ્રિજરેશન પાવર અને કાર્યક્ષમતા ઓછી હોય છે પરંતુ પેલ્ટિયર કૂલર્સ નાના હોઈ શકે છે, નાના ઠંડક ભાર માટે પરિણામે ત્રણ તબક્કાઓ સાથે પેલ્ટિયર કુલર માટે એકંદરે ઓછો વીજ વપરાશ થાય છે. સાત તબક્કાઓવાળા પેલ્ટિયર કુલર માટે, 80 મેગાવોટની ઠંડક ક્ષમતા સાથે વીજળીનો વપરાશ 65 વોટ હોઈ શકે છે. સંદર્ભો કૂલિંગ ટેકનોલોજી જાળવણી પદ્ધતિઓ થર્મોડાયનેમિક ચક્ર થર્મોડાયનેમિક પ્રક્રિયાઓ થર્મોડાયનેમિક સિસ્ટમો ચક્ર