恒溫恒濕試驗箱中的制冷技術
來源：科健儀器 時間：2020-12-15
恒溫恒濕試驗箱制冷系統設計為復疊式制冷循環系統，可在-20℃以下的低溫下使用。這種復疊制冷循環系統在使用中有哪些限制性特征？比如：制冷劑的物理特性限制，壓縮機線圈的散熱限制，單級壓縮蒸氣制冷循環的壓比的限制。
1.制冷劑熱物理性質的限制
目前恒溫恒濕試驗箱內的單級制冷循環基本采用的是R404A（中溫制冷劑），在一個大氣壓下蒸發溫度為-46.5℃(R22/-40.7℃)，但風冷冷凝器的傳熱溫差一般在10℃左右(強制送風散熱循環下蒸發器與內箱的溫差)，也就是說箱內只能產生-36.5℃的低溫。當然，調低壓縮機壓力，R404A制冷劑可以達到最低-50℃，為了獲得-50℃及以下的低溫，需要采用中溫制冷劑和低溫制冷劑的復疊制冷循環來產生-50℃~-80℃的低溫。R23一般用作低溫制冷劑，其在大氣壓下的蒸發溫度為-81.7℃。
2.壓縮機線圈散熱的限制
單級壓縮機工作時，溫度在-35℃左右，因為壓縮機的線圈在壓縮機中間是空的，造成問題。在-35℃時，壓縮機低壓為負，即產生一個真空度，使線圈頂部的熱量無法散失，使壓縮機表面非常涼爽，但實際上其內部溫度很高(因為真空是最好的隔熱介質)
3.單級壓縮蒸氣制冷循環的壓力比的限制
單級蒸汽壓縮制冷機的最低蒸發溫度主要取決于其冷凝壓力和壓縮比。制冷劑的冷凝壓力由制冷劑的類型和周圍介質(如空氣或水)的溫度決定，通常在0.7~1.8Mpa的范圍內，壓縮比與冷凝壓力和蒸發壓力有關。當冷凝壓力不變時，隨著蒸發溫度的降低，蒸發壓力相應降低，從而增大壓縮比，會導致壓縮機排氣溫度升高，潤滑油變稀，嚴重會結炭和拉缸情況出現。另一方面，壓縮比的增加會導致壓縮機的氣體傳輸系數和制冷量的降低，實際壓縮過程離等熵過程越遠，壓縮機功耗增加，制冷系數和經濟性降低，會產生以下影響。
A.對于任何制冷劑，蒸發溫度越低，蒸發壓力越低。過低的蒸發壓力有時會使壓縮機難以吸入空氣，或者使外部空氣進入制冷系統。
B.當蒸發溫度過低時，一些常用的制冷劑已經達到凍結溫度，無法實現制冷劑的流動和循環。
C.蒸發壓力降低，制冷劑的比體積增大，制冷劑的質量流量減少，制冷量大大降低。為了獲得所需的制冷量，必須增加吸入量，這使得壓縮機體積過大。因此，恒溫恒濕試驗箱可采用單級制冷循環或復疊制冷循環系統進行-40℃模式，但單級制冷循環取決于降低壓縮機膨脹閥的開度。降低制冷劑流量限制以降低蒸發壓力(約0.7Pa)，從而獲得較低的蒸發溫度，這種設計是以犧牲系統制冷量(制冷量僅為標準的0.7Pa~0.8Pa左右)為代價實現的，導致制冷效率低，增加壓縮機負荷，容易造成壓縮機線圈過熱，影響壓縮機使用壽命。
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