為什么說(shuō)冷凍系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗(yàn)箱的一個(gè)重要組成部分

       為什么說(shuō)冷凍系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗(yàn)箱的一個(gè)重要組成部分

       冷凍系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗(yàn)箱的一個(gè)重要組成部分。一般而言，試驗(yàn)箱的制冷方式為機(jī)械制冷和液氮輔助制冷：機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷。它主要由壓縮機(jī)，冷凝器，節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成。由于我們所測(cè)試的低溫溫度要達(dá)到-55℃，單級(jí)制冷很難滿足要求，所以所測(cè)試的箱體制冷方式一般都是復(fù)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(gè)部分分別稱為高溫部分和低溫部分，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。制冷劑在高溫區(qū)的蒸發(fā)吸收來(lái)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(cè)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(yàn)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(dá)-70-150℃。

溫度和濕度測(cè)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(yàn)箱中單級(jí)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(gè)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(qiáng)制送風(fēng)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(dá)到-36.5℃的低溫。通過降低壓縮機(jī)的蒸發(fā)壓力，R404A制冷劑的Zui蒸發(fā)溫度當(dāng)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(fù)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(gè)大氣壓下的蒸發(fā)溫度為-81.7℃。

二、單級(jí)壓縮蒸汽制冷循環(huán)壓比限制。

一次蒸汽壓縮式制冷機(jī)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(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)排氣溫度升高，潤(rùn)滑油變稀，潤(rùn)滑條件變差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(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(huì)減小，制冷能力會(huì)降低，實(shí)際壓縮過程偏離等熵過程越遠(yuǎn)，壓縮機(jī)功率消耗增加，制冷系數(shù)下降，經(jīng)濟(jì)性下降，則會(huì)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(shí)可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)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(shí)，某些常用制冷劑已經(jīng)達(dá)到凝固溫度，使其不能流動(dòng)、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(jī)體積過大。

三、壓縮機(jī)線圈的散熱限制。

單級(jí)壓縮機(jī)工作時(shí)，溫度約為-35℃。由于壓氣機(jī)的盤管是旋在盤管中間的，這就產(chǎn)生了一個(gè)問題：-35℃時(shí)，盤管的低壓值為負(fù)值，即產(chǎn)生真空度，所以盤管頂部的熱量就無(wú)法散開，所以盤管表面溫度很低，但實(shí)際上內(nèi)部溫度很高！(因?yàn)檎婵帐且环N很好的保溫介質(zhì))

從上可見：恒溫恒濕試驗(yàn)箱針對(duì)-40℃的機(jī)型，可采用單級(jí)制冷循環(huán)或多層制冷循環(huán)。但是，單級(jí)制冷循環(huán)依靠調(diào)節(jié)壓縮機(jī)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(gè)大氣壓)，從而降低蒸發(fā)溫度。這種設(shè)計(jì)是以系統(tǒng)的冷卻能力為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)的(冷卻能力僅為標(biāo)準(zhǔn)的0.7~0.8)，這會(huì)導(dǎo)致制冷效率低下，增加壓縮機(jī)的負(fù)荷，并且容易造成壓縮機(jī)線圈過熱，影響壓縮機(jī)的使用壽命。

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