為什么說冷凍系統是恒溫恒濕試驗箱的一個重要組成部分

       為什么說冷凍系統是恒溫恒濕試驗箱的一個重要組成部分

       冷凍系統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，節流機構和蒸發器組成。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。正合儀器生產的恒溫恒濕箱制冷系統分為兩部分。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。制冷劑在高溫區的蒸發吸收來自低溫區的制冷劑的熱量并蒸發；低溫區的制冷劑在低溫區的蒸發從被冷物體(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，箱內溫度可達-70-150℃。

溫度和濕度測試箱內制冷系統原理。

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中基本采用的中溫制冷劑是R404A，其蒸發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中，蒸發器與內箱之間的溫差)，即箱內只能達到-36.5℃的低溫。通過降低壓縮機的蒸發壓力，R404A制冷劑的Zui蒸發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。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溫度為-81.7℃。

二、單級壓縮蒸汽制冷循環壓比限制。

一次蒸汽壓縮式制冷機的蒸發溫度低，主要與其凝結壓力和壓縮比有關。冷卻劑的凝結壓力取決于冷卻劑種類和環境介質(如空氣或水)的溫度。它一般為0.7~1.8Mpa，壓縮比與凝結壓力和蒸發壓力有關。在凝結壓力一定的情況下，蒸發溫度越低，蒸發壓力越小，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，嚴重時甚至會出現結炭和拉缸現象。而隨著壓縮比的增大，輸氣系數會減小，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，制冷系數下降，經濟性下降，則會產生以下幾種影響。

任何制冷劑的蒸發溫度越低，蒸發壓力也就越低。蒸發壓力太小，有時可能會導致壓縮機吸氣困難，或將外部空氣引入制冷系統。在蒸發溫度過低時，某些常用制冷劑已經達到凝固溫度，使其不能流動、循環。蒸發壓力降低，制冷劑制冷量大幅度下降，體積增加，質量流量減少。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，這就產生了一個問題：-35℃時，盤管的低壓值為負值，即產生真空度，所以盤管頂部的熱量就無法散開，所以盤管表面溫度很低，但實際上內部溫度很高！(因為真空是一種很好的保溫介質)

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或多層制冷循環。但是，單級制冷循環依靠調節壓縮機膨脹閥的開度，減少制冷劑流量限流，以降低蒸發壓力(約0.7個大氣壓)，從而降低蒸發溫度。這種設計是以系統的冷卻能力為代價來實現的(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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