制冷系統是恒溫恒濕試驗箱的關(guān)鍵部分之一.一般來(lái)說(shuō),試驗箱的制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷:機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷.它們主要由壓縮機、冷凝器、節流機構和蒸發(fā)器組成. 低溫水槽由于我們試驗的溫度低溫要達到-55℃,單級制冷難以滿(mǎn)足滿(mǎn)足要求,因此試驗箱的制冷方式一般采用復疊式制冷.我司(上海尚群電子科技有限公司)生產(chǎn)的恒溫恒濕箱的制冷系統由兩部分組成.分別稱(chēng)為高溫部分和低溫部分,每一部分是一個(gè)相對獨立的制冷系統.高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來(lái)自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象(試驗箱內的空氣)吸熱以獲取冷量.高溫部分和低溫部分之間是用一個(gè)蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來(lái),它既是高溫部分的冷凝器,也是低溫部分的冷凝器.STH系列試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑,低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑,箱內溫度能達到-70-150℃.

1.制冷劑熱物理特性的限制.
  現在恒溫恒濕試驗箱中單級制冷循環(huán)基本上采用的中溫制冷劑是R404A,在一個(gè)大氣壓下其蒸發(fā)溫度是-46.5℃(R22/-40.7℃).但空氣冷卻式冷凝器傳熱溫差通常取10℃左右(在強制送風(fēng)散熱循環(huán)下，蒸發(fā)器和內箱的溫差),就是說(shuō)箱內只能制取-36.5℃的低溫.當然,通過(guò)調低壓縮機的蒸發(fā)壓力,可以將R404A制冷劑的最低蒸發(fā)溫度降低到-50℃.所以要獲�。�50℃及以下的低溫時(shí)必須采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復疊式的制冷循環(huán).制�。�50℃～－80℃的低溫,低溫制冷劑一般選用R23它在一個(gè)大氣壓下的蒸發(fā)溫度是-81.7℃.
 
2.單級壓縮蒸氣制冷循環(huán)壓比的限制
  單級蒸氣壓縮式制冷機的最低蒸發(fā)溫度,主要取決于它的冷凝壓力及壓縮比.制冷劑的冷凝壓力由制冷劑的類(lèi)別和環(huán)境介質(zhì)(如空氣或水)的溫度決定.在通常情況下,它處于0.7~1.8Mpa范圍內,壓縮比與冷凝壓力和蒸發(fā)壓力有關(guān).當冷凝壓力一定時(shí),隨著(zhù)蒸發(fā)溫度的降低,蒸發(fā)壓力也相應下降,因而使壓縮比上升.它將引起壓縮機排氣溫度的升高、潤滑油變稀、使潤滑條件變壞、嚴重時(shí)甚至會(huì )出現結炭和拉缸現象.另一方面,壓縮比的增大將導致壓縮機的輸氣系數降低、制冷量減少、實(shí)際壓縮過(guò)程偏離等熵過(guò)程越遠、壓縮機功耗增加、制冷系數下降、經(jīng)濟性降低，將出現以下一些影響.
  a.任何制冷劑蒸發(fā)溫度越低,則蒸發(fā)壓力也就越低.過(guò)低的蒸發(fā)壓力,有時(shí)可能造成壓縮機難以吸氣,或者使外界的空氣進(jìn)入制冷系統.

  b.當蒸發(fā)溫度過(guò)低時(shí),某些常用制冷劑已達凝固溫度,無(wú)法實(shí)現制冷劑的流動(dòng)、循環(huán).
  c.蒸發(fā)壓力降低,制冷劑的制冷量大大下降、體積增大、質(zhì)量流量也會(huì )減少.為了獲得所需制冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機體積過(guò)于龐大.

3.壓縮機線(xiàn)圈散熱的限制
  單級壓縮機工作時(shí),在做-35℃左右.因為壓縮機的線(xiàn)圈是旋空在壓縮機中間的,這就產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題:-35℃時(shí),壓縮機的低壓是為負數值,也就是產(chǎn)生了一個(gè)真空度,這樣線(xiàn)圈的頂端熱量就沒(méi)有辦法散去,這樣就會(huì )使壓縮機表面是十分涼,可是實(shí)際上內部過(guò)高!(因為真空是最好的隔熱介質(zhì))
 
  由上可見(jiàn):恒溫恒濕試驗箱針對-40℃機型可以采用單級制冷循環(huán),也可以采用復疊式制冷循環(huán)系統.但單級制冷循環(huán)是靠調小壓縮機的膨脹閥開(kāi)啟度,減小制冷劑流量限流來(lái)調低蒸發(fā)壓力(約0.7個(gè)大氣壓),從而獲得更低的蒸發(fā)溫度.這樣的設計是以犧牲系統的制冷量來(lái)達到的(制冷量約只有標準的0.7～0.8),導致制冷效率低并加大了壓縮機的負載,而且易引起壓縮機線(xiàn)圈過(guò)熱影響了壓縮機的壽命.
 
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