为什么说冷冻系统是恒温恒湿试验箱的一个重要组成部分

       为什么说冷冻系统是恒温恒湿试验箱的一个重要组成部分

       冷冻系统是恒温恒湿试验箱的一个重要组成部分。一般而言，试验箱的制冷方式为机械制冷和液氮辅助制冷：机械制冷采用蒸汽压缩式制冷。它主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成。由于我们所测试的低温温度要达到-55℃，单级制冷很难满足要求，所以所测试的箱体制冷方式一般都是复叠式制冷。正合仪器生产的恒温恒湿箱制冷系统分为两部分。这两个部分分别称为高温部分和低温部分，是一个相对独立的制冷系统。制冷剂在高温区的蒸发吸收来自低温区的制冷剂的热量并蒸发；低温区的制冷剂在低温区的蒸发从被冷物体(测试箱中的空气)吸收热量以获得冷量。在高低温段与低温段之间采用蒸发式冷凝器，既可作为高温段的冷凝器，又可作为低温段的冷凝器.STH系列试验箱高温段采用中温制冷剂，低温段采用低温制冷剂，箱内温度可达-70-150℃。

温度和湿度测试箱内制冷系统原理。

一、制冷剂热物性的局限性。

目前在恒温恒湿试验箱中单级制冷循环中基本采用的中温制冷剂是R404A，其蒸发温度在一个大气压下为-46.5℃(R22/-40.7℃)。但是空气冷却式冷凝器的传热温差一般为10℃左右(在强制送风散热循环中，蒸发器与内箱之间的温差)，即箱内只能达到-36.5℃的低温。通过降低压缩机的蒸发压力，R404A制冷剂的Zui蒸发温度当然可以降低到-50℃。因此要获得-50℃及以下的低温，就必须采用中温制冷剂和低温复合制冷剂的制冷循环。低温可制得-50℃~-80℃，低温制冷剂一般选用R23其在一个大气压下的蒸发温度为-81.7℃。

二、单级压缩蒸汽制冷循环压比限制。

一次蒸汽压缩式制冷机的蒸发温度低，主要与其凝结压力和压缩比有关。冷却剂的凝结压力取决于冷却剂种类和环境介质(如空气或水)的温度。它一般为0.7~1.8Mpa，压缩比与凝结压力和蒸发压力有关。在凝结压力一定的情况下，蒸发温度越低，蒸发压力越小，从而提高压缩比。这会导致压缩机排气温度升高，润滑油变稀，润滑条件变差，严重时甚至会出现结炭和拉缸现象。而随着压缩比的增大，输气系数会减小，制冷能力会降低，实际压缩过程偏离等熵过程越远，压缩机功率消耗增加，制冷系数下降，经济性下降，则会产生以下几种影响。

任何制冷剂的蒸发温度越低，蒸发压力也就越低。蒸发压力太小，有时可能会导致压缩机吸气困难，或将外部空气引入制冷系统。在蒸发温度过低时，某些常用制冷剂已经达到凝固温度，使其不能流动、循环。蒸发压力降低，制冷剂制冷量大幅度下降，体积增加，质量流量减少。要得到所需的制冷容量，必须增加吸气容积，使压缩机体积过大。

三、压缩机线圈的散热限制。

单级压缩机工作时，温度约为-35℃。由于压气机的盘管是旋在盘管中间的，这就产生了一个问题：-35℃时，盘管的低压值为负值，即产生真空度，所以盘管顶部的热量就无法散开，所以盘管表面温度很低，但实际上内部温度很高！(因为真空是一种很好的保温介质)

从上可见：恒温恒湿试验箱针对-40℃的机型，可采用单级制冷循环或多层制冷循环。但是，单级制冷循环依靠调节压缩机膨胀阀的开度，减少制冷剂流量限流，以降低蒸发压力(约0.7个大气压)，从而降低蒸发温度。这种设计是以系统的冷却能力为代价来实现的(冷却能力仅为标准的0.7~0.8)，这会导致制冷效率低下，增加压缩机的负荷，并且容易造成压缩机线圈过热，影响压缩机的使用寿命。

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