恒溫恒濕試驗箱的制冷技術(shù)原理

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)溫度的，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。

冷凍系統設計：獲取-20℃以下的低溫時(shí)均采用復疊式制冷循環(huán)系統.

先談?wù)劄楹銣睾銤裨囼炏?獲取低溫而采用兩級壓縮復疊制冷循環(huán)的原因：

(1)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*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,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質(zhì)量流量減少,制冷量大大下降.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.

(2)制冷劑熱物理特性的限制。

　　現在恒溫恒濕箱中單級制冷循環(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*低蒸發(fā)溫度降低到-50℃;所以要獲取-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)，制取-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℃。

(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，這樣就壓縮機表面是十分涼，可是實(shí)際上內部，他的溫度是很高的，