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恒溫恒濕試驗箱實行製冷循環的原理及方法

發布日期:2018-01-16
   恒溫恒濕試驗箱實行製冷循環的原理及方法
  恒溫恒濕試驗箱針對-40℃機型可以采用單級製冷循環,也可以采用複疊式製冷循環係統,但單級製冷循環是靠調小壓縮機的膨脹閥開啟度,減小製冷劑流量限流來調低蒸發壓力(約0.7個大氣壓),從而獲得更低的蒸發溫度的,這樣的設計是以犧牲係統的製冷量來達到的(製冷量約隻有標準的0.7~0.8),導致製冷效率低並加大了壓縮機的負載,而且易引起壓縮機線圈過熱,影響了壓縮機的壽命。
  冷凍係統設計:獲取-20℃以下的低溫時均采用複疊式製冷循環係統.
  恒溫恒濕試驗箱獲取低溫而采用兩級壓縮複疊製冷循環的原因:
  (1)單級壓縮蒸氣製冷循環壓比的限製
  單級蒸氣壓縮式製冷機的zui低蒸發溫度,主要取決於它的冷凝壓力及壓縮比.製冷劑的冷凝壓力由製冷劑的類別和環境介質(如空氣或水)的溫度決定,在通常情況下,它處於0.7~1.8Mpa範圍內.壓縮比與冷凝壓力和蒸發壓力有關,當冷凝壓力一定時,隨著蒸發溫度的降低,蒸發壓力也相應下降,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,嚴重時甚至會出現結炭和拉缸現象;另一方麵,壓縮比的增大將導致壓縮機的輸氣係數降低,製冷量減少,實際壓縮過程偏離等熵過程越遠,恒溫恒濕試驗箱壓縮機功耗增加,製冷係數下降,經濟性降低.將出現以下一些影響.
  a.任何製冷劑,蒸發溫度越低,則蒸發壓力也就越低.過低的蒸發壓力,有時可能造成壓縮機難以吸氣,或者使外界的空氣進入製冷係統.
  b.當蒸發溫度過低時,某些常用製冷劑已達凝固溫度,無法實現製冷劑的流動,循環.
  c.蒸發壓力降低,製冷劑的比體積增大,製冷劑的質量流量減少,製冷量大大下降.為了獲得所需製冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機體積過於龐大.
  (2)製冷劑熱物理特性的限製。
  現在恒溫恒濕試驗箱中單級製冷循環基本上采用的中溫製冷劑是R404A,在一個大氣壓下其蒸發溫度是-46.5℃(R22/-40.7℃),但空氣冷卻式冷凝器傳熱溫差通常取10℃左右(在強製送風散熱循環下,蒸發器和內箱的溫差),就是說箱內隻能製取-36.5℃的低溫,當然,通過調低壓縮機的蒸發壓力,可以將R404A製冷劑的zui低蒸發溫度降低到-50℃;所以要獲取-50℃及以下的低溫時必須采用中溫製冷劑與低溫製冷劑複疊式的製冷循環,製取-50℃~-80℃的低溫,低溫製冷劑一般選用R23它在一個大氣壓下的蒸發溫度是-81.7℃。
  (3)壓縮機線圈散熱的限製
  恒溫恒濕試驗箱單級壓縮機工作時,在做-35℃左右,因為壓縮機的線圈是旋空在壓縮機中間的,這就產生一個問題,-35℃時,壓縮機的低壓是為負數值,也就是產生了一個真空度,這樣線圈的頂端熱量就沒有辦法散去,這樣就壓縮機表麵是十分涼,可是實際上內部,他的溫度是很高的,(因為真空是zui好的隔熱介質)!
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