解析上海巨為恒溫恒濕試驗箱應用的制冷技術(shù)

巨為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)劄楹銣睾銤裨囼炏浍@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zui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

　　現在巨為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zui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，(因為真空是的隔熱介質(zhì))。