Cascade refrigeration
कैस्केड प्रशीतन चक्र एक बहु-चरणीय ऊष्मागतिकीय चक्र है। दो-चरणीय प्रक्रिया का एक उदाहरण दाईं ओर दिखाया गया है। (मोबाइल पर नीचे) कैस्केड चक्र का उपयोग अक्सर यू. एल. टी. फ्रीजर जैसे उपकरणों के लिए किया जाता है। कैस्केड प्रशीतन प्रणाली में, विभिन्न प्रशीतकों के साथ दो या दो से अधिक वाष्प-संपीड़न चक्रों का उपयोग किया जाता है। प्रत्येक चक्र के वाष्पीकरण-संघनन तापमान वांछित कुल तापमान गिरावट को कवर करने के लिए कुछ ओवरलैप के साथ क्रमिक रूप से कम होते हैं, जिसमें रेफ्रिजरेंट को तापमान सीमा में कुशलता से काम करने के लिए चुना जाता है। कम तापमान प्रणाली एक वाष्पीकरण यंत्र का उपयोग करके ठंडा किए जाने वाले स्थान से गर्मी को हटा देती है, और इसे एक ताप विनिमायक में स्थानांतरित कर देती है जिसे उच्च तापमान प्रणाली के प्रशीतक के वाष्पीकरण द्वारा ठंडा किया जाता है। वैकल्पिक रूप से, इसके बजाय एक तरल से तरल या इसी तरह के ताप विनिमायक का उपयोग किया जा सकता है। उच्च तापमान प्रणाली ऊष्मा को एक पारंपरिक कंडेनसर में स्थानांतरित करती है जो प्रणाली के पूरे ऊष्मा उत्पादन को वहन करता है और निष्क्रिय, पंखा या पानी से ठंडा हो सकता है। कैस्केड चक्रों को या तो अलग लूप में सील करके अलग किया जा सकता है, या जिसे "ऑटो-कैस्केड" के रूप में संदर्भित किया जाता है, जहां गैसों को मिश्रण के रूप में संपीड़ित किया जाता है, लेकिन एक प्रशीतक के रूप में अलग किया जाता है जो तरल में संघनित होता है जबकि दूसरा शेष चक्र के माध्यम से गैस के रूप में जारी रहता है। हालांकि एक ऑटो-कैस्केड प्रणाली के डिजाइन और संचालन स्थितियों पर कई बाधाओं का परिचय देता है जो दक्षता को कम कर सकता है, इसका उपयोग अक्सर छोटी प्रणालियों में केवल एक ही कंप्रेसर की आवश्यकता के कारण किया जाता है, या क्रायोजेनिक प्रणालियों में क्योंकि यह उच्च दक्षता वाले हीट एक्सचेंजर्स की आवश्यकता को कम करता है ताकि कंप्रेसर को क्रायोजेनिक चक्रों में गर्मी का रिसाव होने से रोका जा सके। दोनों प्रकारों का उपयोग एक ही प्रणाली में किया जा सकता है, आम तौर पर अलग-अलग चक्र पहले चरण (ओं) और ऑटो-कैस्केड अंतिम चरण होते हैं। कम तापमान प्राप्त करने के लिए पेल्टियर शीतलकों को एक बहु-चरणीय प्रणाली में भी रखा जा सकता है। यहाँ पहले पेल्टियर कूलर के गर्म पक्ष को दूसरे पेल्टियर कूलर के ठंडे पक्ष द्वारा ठंडा किया जाता है, जो आकार में बड़ा होता है, जिसका गर्म पक्ष बदले में और भी बड़े पेल्टियर कूलर के ठंडे पक्ष द्वारा ठंडा किया जाता है, और इसी तरह। दक्षता बहुत तेजी से गिरती है क्योंकि अधिक चरणों को जोड़ा जाता है लेकिन बहुत कम गर्मी भार के लिए लगभग क्रायोजेनिक तापमान के लिए यह अक्सर कॉम्पैक्ट और कम लागत के कारण एक प्रभावी समाधान हो सकता है, जैसे कि मध्य-श्रेणी के थर्मोग्राफिक कैमरों में। दो चरण वाला पेल्टियर कूलर तीन चरणों के साथ लगभग-30 डिग्री सेल्सियस,-75 डिग्री सेल्सियस, चार चरणों के साथ-85 डिग्री सेल्सियस, छह चरणों के साथ-100 डिग्री सेल्सियस और सात चरणों के साथ-123 डिग्री सेल्सियस प्राप्त कर सकता है। प्रशीतन शक्ति और दक्षता कम होती है लेकिन पेल्टियर कूलर छोटे हो सकते हैं, छोटे शीतलन भार के लिए जिसके परिणामस्वरूप तीन चरणों वाले पेल्टियर कूलर के लिए कुल मिलाकर कम बिजली की खपत होती है। सात चरणों वाले पेल्टियर कूलर के लिए, 80 मेगावाट की शीतलन क्षमता के साथ बिजली की खपत 65 डब्ल्यू हो सकती है। संदर्भ शीतलन प्रौद्योगिकी संरक्षण विधियाँ ऊष्मागतिकीय चक्र ऊष्मागतिकीय प्रक्रिया ऊष्मागतिकीय प्रणाली चक्र