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Método de funcionamiento de ciclo
En pocas palabras. El ciclo de refrigeración en cascada hace referencia a que si se disminuye la temperatura de condensación a una presión determinada, mas adelante en el dispositivo de expansión se generara una caída de presión al igual que su temperatura. Usando este principio, el ciclo de refrigeración en cascada usa un sistema frigorífico aparte paraabsorber el calor del condensador que ha sido ganado el proceso de evaporación y en la compresión del vapor refrigerante en su paso por el compresor.
Mediante ese sistema, el calor presente en el condensador es absorbido por el evaporador de segundo sistema de refrigeración presente. Una solución fácil y practica de cómo realizar este proceso es utilizando un intercambiador de calor especialmenteformulado para las capacidades frigoríficas respectivas a los sistemas de enfriamiento involucrados. este método es mucho mas optimo que la extracción de calor por procesos convectivos, ya que el entorno de absorción en el dispositivo condensativo es de menor temperatura que el aire que circula mediante el.


Aplicaciones en cascada
El sistema en cascada consta de dos circuitos de refrigeraciónindependientes conectados únicamente por un intercambiador de calor en cascada intermedio.
Como se muestra en la Figura 10.18, el circuito de alta temperatura se enfría con un condensador de aire (2) a temperatura ambiente y utiliza el intercambiador de calor en cascada (1) como evaporador del sistema. El sistema de baja temperatura produce el enfriamiento de baja temperatura en el evaporador defrío (3) y utiliza el intercambiador en cascada como condensador. En la Figura 10.19 se muestra el esquema correspondiente con un diagrama logarítmico P/h.
El intercambiador de calor en cascada conecta los dos circuitos de refrigeración térmicamente actuando al mismo tiempo como evaporador y como condensador. La principal ventaja de un sistema en cascada es que las dos etapas no tienen por quécontener necesariamente los mismos refrigerantes. Un refrigerante con una presión de vapor más alta se puede utilizar en el sistema de baja temperatura, mientras que un refrigerante con una presión de vapor inferior es adecuado para el sistema de alta temperatura.

Los ciclos de refrigeración con varias etapas también pueden alcanzar temperaturas muy bajas eficazmente, pero existen ciertosinconvenientes importantes en comparación con el ciclo en cascada. En la refrigeración con varias etapas, el mismo refrigerante debe funcionar en los niveles de presión más alta y más baja.
La selección de refrigerante para evitar temperaturas demasiado grandes en el condensador ambiente, y presiones de evaporación por debajo de una atmósfera en el evaporador de frío, puede resultar complicada. Elvacío se debe evitar siempre, ya que aumentaría el riesgo de fuga de aire y humedad en el sistema, haciendo que su rendimiento fuera inferior y aumentando el desgaste de los componentes. Como el aceite tiene una solubilidad superior en el refrigerante a temperaturas más altas, un sistema con varias etapas también tiene un mayor riesgo de distribución no uniforme del aceite, provocando problemas delubricación en el compresor de etapa baja.
Por el contrario, la selección de refrigerante y la distribución de aceite para un sistema en cascada se puede realizar de forma independiente para cada circuito. Es importante tener en cuenta que el intercambiador de calor en cascada estará expuesto a fluctuaciones de presión y temperatura. En la unidad en cascada, el lado de evaporación suele funcionar auna temperatura de -10 a -20°C. El gas de descarga del compresor de baja temperatura puede ser fácilmente de 80°C o más.
Para evitar el riesgo de fatiga térmica dentro de la unidad en cascada debido a diferencias de temperatura muy altas, se recomienda la instalación de un desuperheater (5) antes de la entrada del lado de condensación (es decir, en el circuito 'frío').

SISTEMAS DE...
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