為什么說冷凍系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗箱的一個重要組成部分

       為什么說冷凍系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗箱的一個重要組成部分

       冷凍系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗箱的一個重要組成部分。一般而言，試驗箱的制冷方式為機械制冷和液氮輔助制冷：機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷。它主要由壓縮機，冷凝器，節(jié)流機構(gòu)和蒸發(fā)器組成。由于我們所測試的低溫溫度要達到-55℃，單級制冷很難滿足要求，所以所測試的箱體制冷方式一般都是復疊式制冷。正合儀器生產(chǎn)的恒溫恒濕箱制冷系統(tǒng)分為兩部分。這兩個部分分別稱為高溫部分和低溫部分，是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。制冷劑在高溫區(qū)的蒸發(fā)吸收來自低溫區(qū)的制冷劑的熱量并蒸發(fā)；低溫區(qū)的制冷劑在低溫區(qū)的蒸發(fā)從被冷物體(測試箱中的空氣)吸收熱量以獲得冷量。在高低溫段與低溫段之間采用蒸發(fā)式冷凝器，既可作為高溫段的冷凝器，又可作為低溫段的冷凝器.STH系列試驗箱高溫段采用中溫制冷劑，低溫段采用低溫制冷劑，箱內(nèi)溫度可達-70-150℃。

溫度和濕度測試箱內(nèi)制冷系統(tǒng)原理。

一、制冷劑熱物性的局限性。

目前在恒溫恒濕試驗箱中單級制冷循環(huán)中基本采用的中溫制冷劑是R404A，其蒸發(fā)溫度在一個大氣壓下為-46.5℃(R22/-40.7℃)。但是空氣冷卻式冷凝器的傳熱溫差一般為10℃左右(在強制送風散熱循環(huán)中，蒸發(fā)器與內(nèi)箱之間的溫差)，即箱內(nèi)只能達到-36.5℃的低溫。通過降低壓縮機的蒸發(fā)壓力，R404A制冷劑的Zui蒸發(fā)溫度當然可以降低到-50℃。因此要獲得-50℃及以下的低溫，就必須采用中溫制冷劑和低溫復合制冷劑的制冷循環(huán)。低溫可制得-50℃~-80℃，低溫制冷劑一般選用R23其在一個大氣壓下的蒸發(fā)溫度為-81.7℃。

二、單級壓縮蒸汽制冷循環(huán)壓比限制。

一次蒸汽壓縮式制冷機的蒸發(fā)溫度低，主要與其凝結(jié)壓力和壓縮比有關(guān)。冷卻劑的凝結(jié)壓力取決于冷卻劑種類和環(huán)境介質(zhì)(如空氣或水)的溫度。它一般為0.7~1.8Mpa，壓縮比與凝結(jié)壓力和蒸發(fā)壓力有關(guān)。在凝結(jié)壓力一定的情況下，蒸發(fā)溫度越低，蒸發(fā)壓力越小，從而提高壓縮比。這會導致壓縮機排氣溫度升高，潤滑油變稀，潤滑條件變差，嚴重時甚至會出現(xiàn)結(jié)炭和拉缸現(xiàn)象。而隨著壓縮比的增大，輸氣系數(shù)會減小，制冷能力會降低，實際壓縮過程偏離等熵過程越遠，壓縮機功率消耗增加，制冷系數(shù)下降，經(jīng)濟性下降，則會產(chǎn)生以下幾種影響。

任何制冷劑的蒸發(fā)溫度越低，蒸發(fā)壓力也就越低。蒸發(fā)壓力太小，有時可能會導致壓縮機吸氣困難，或?qū)⑼獠靠諝庖胫评湎到y(tǒng)。在蒸發(fā)溫度過低時，某些常用制冷劑已經(jīng)達到凝固溫度，使其不能流動、循環(huán)。蒸發(fā)壓力降低，制冷劑制冷量大幅度下降，體積增加，質(zhì)量流量減少。要得到所需的制冷容量，必須增加吸氣容積，使壓縮機體積過大。

三、壓縮機線圈的散熱限制。

單級壓縮機工作時，溫度約為-35℃。由于壓氣機的盤管是旋在盤管中間的，這就產(chǎn)生了一個問題：-35℃時，盤管的低壓值為負值，即產(chǎn)生真空度，所以盤管頂部的熱量就無法散開，所以盤管表面溫度很低，但實際上內(nèi)部溫度很高！(因為真空是一種很好的保溫介質(zhì))

從上可見：恒溫恒濕試驗箱針對-40℃的機型，可采用單級制冷循環(huán)或多層制冷循環(huán)。但是，單級制冷循環(huán)依靠調(diào)節(jié)壓縮機膨脹閥的開度，減少制冷劑流量限流，以降低蒸發(fā)壓力(約0.7個大氣壓)，從而降低蒸發(fā)溫度。這種設計是以系統(tǒng)的冷卻能力為代價來實現(xiàn)的(冷卻能力僅為標準的0.7~0.8)，這會導致制冷效率低下，增加壓縮機的負荷，并且容易造成壓縮機線圈過熱，影響壓縮機的使用壽命。

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