恒温恒湿试验箱中的制冷技术

　　恒温恒湿试验箱（可程式）

　　恒温恒湿试验箱制冷系统设计为复叠式制冷循环系统，可在-20℃以下的低温下使用。这种复叠制冷循环系统在使用中有哪些限制性特征？比如：制冷剂的物理特性限制，压缩机线圈的散热限制，单级压缩蒸气制冷循环的压比的限制。

　　1.制冷剂热物理性质的限制

　　目前恒温恒湿试验箱内的单级制冷循环基本采用的是R404A（中温制冷剂），在一个大气压下蒸发温度为-46.5℃(R22/-40.7℃)，但风冷冷凝器的传热温差一般在10℃左右(强制送风散热循环下蒸发器与内箱的温差)，也就是说箱内只能产生-36.5℃的低温。当然，调低压缩机压力，R404A制冷剂可以达到最低-50℃，为了获得-50℃及以下的低温，需要采用中温制冷剂和低温制冷剂的复叠制冷循环来产生-50℃~-80℃的低温。R23一般用作低温制冷剂，其在大气压下的蒸发温度为-81.7℃。

　　2.压缩机线圈散热的限制

　　单级压缩机工作时，温度在-35℃左右，因为压缩机的线圈在压缩机中间是空的，造成问题。在-35℃时，压缩机低压为负，即产生一个真空度，使线圈顶部的热量无法散失，使压缩机表面非常凉爽，但实际上其内部温度很高(因为真空是最好的隔热介质)

　　3.单级压缩蒸气制冷循环的压力比的限制

　　单级蒸汽压缩制冷机的最低蒸发温度主要取决于其冷凝压力和压缩比。制冷剂的冷凝压力由制冷剂的类型和周围介质(如空气或水)的温度决定，通常在0.7~1.8Mpa的范围内，压缩比与冷凝压力和蒸发压力有关。当冷凝压力不变时，随着蒸发温度的降低，蒸发压力相应降低，从而增大压缩比，会导致压缩机排气温度升高，润滑油变稀，严重会结炭和拉缸情况出现。另一方面，压缩比的增加会导致压缩机的气体传输系数和制冷量的降低，实际压缩过程离等熵过程越远，压缩机功耗增加，制冷系数和经济性降低，会产生以下影响。

　　A.对于任何制冷剂，蒸发温度越低，蒸发压力越低。过低的蒸发压力有时会使压缩机难以吸入空气，或者使外部空气进入制冷系统。

　　B.当蒸发温度过低时，一些常用的制冷剂已经达到冻结温度，无法实现制冷剂的流动和循环。

　　C.蒸发压力降低，制冷剂的比体积增大，制冷剂的质量流量减少，制冷量大大降低。为了获得所需的制冷量，必须增加吸入量，这使得压缩机体积过大。因此，恒温恒湿试验箱可采用单级制冷循环或复叠制冷循环系统进行-40℃模式，但单级制冷循环取决于降低压缩机膨胀阀的开度。降低制冷剂流量限制以降低蒸发压力(约0.7Pa)，从而获得较低的蒸发温度，这种设计是以牺牲系统制冷量(制冷量仅为标准的0.7Pa~0.8Pa左右)为代价实现的，导致制冷效率低，增加压缩机负荷，容易造成压缩机线圈过热，影响压缩机使用寿命。

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