6.2.1. Chu trình Picter (Chu trình máy lạnh cryo ghép tầng)
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
Hình 6.1: Máy lạnh Picter.
Tầng 1: dùng nước làm ngưng tụ môi chất. Thiết bị bay hơi của tầng trên là thiết bị ngưng tụ của tầng dưới. Môi chất tầng dưới cùng là chất khí cần hóa lỏng (nitơ).
Đối với khí N2 ta dùng 4 tầng với các môi chất như sau: Tầng 1: Amơniăc NH3
Tầng 2: Êtylen C2H4 Tầng 3: Ơxy O2
Tầng 4: Khơng khí, Nitơ N2
Bổ sung lượng môi chất ở tầng cuối lấy đi bằng cách đưa vào đầu hút của máy nén tầng cuối. Bằng phương pháp ghép tầng người ta đã thu được CO2, O2, N2 lỏng. Do độ phức tạp ghép tầng, sự khó khăn tự động hóa, hiệu suất thấp nên phương pháp này ngày nay khơng được sử dụng.
6.2.2 Chu trình Linde: Sơ đồ, đồ thị, nguyên lý làm việc.
Hình 6.2: Chu trình Linde
Đơn giản hơn phương pháp Picter, đây là chu trình hồi nhiệt.
Máy nén nén mơi chất tuần hồn trong hệ thống. Đầu tiên khi ở thiết bị hồi nhiệt chưa có lỏng, lượng mơi chất bổ sung bằng 0, do đó nhiệt độ mơi chất trước van tiết lưu hạ dần từ tmt xuống to và ở thiết bị hồi nhiệt xuất hiện lượng lỏng. Thông thường áp suất đầu hút máy nén bằng áp suất khí quyển.
Bằng phương pháp Linde người ta đã thu được N2 và He2 lỏng.
6.2.3 Chu trình Clode: Sơ đồ nguyên lý, đồ thị
Ban quy en © Tr u ong DH Su pham K y t huat TP. HCM
Hình 6.3: Chu trình Clode.
Là phương pháp sử dụng thiết bị hồi nhiệt kết hợp với máy dãn nở; là chu trình nguyên lý của chu trình máy lạnh cryo ngày nay.
Do hiệu ứng làm lạnh h < s nên chu trình Clode hạ nhiệt độ xuống nhanh hơn chu trình
Linde. Lượng lỏng lấy đi chủ yếu bằng van tiết lưu. Máy dãn nở dùng để phủ nhiệt lượng truyền vào hệ thống phần hạ áp khi làm việc ở chế độ tính tốn (ổn định ). Khi khởi động lần đầu van tiết lưu đóng hồn tồn, tồn bộ mơi chất đi qua máy dãn nở cho đến khi xuất hiện lỏng, lúc này nhiệt độ các thiết bị hạ áp đã hạ xuống giá trị cần thiết.
Hệ thống lạnh năng suất nhỏ và vừa sử dụng máy nén và máy dãn nở piston, hệ thống vừa và lớn sử dụng máy nén và máy dãn nở turbin (V > 104 m3 kk/h).