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(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)，但單級制冷循環(huán)是靠調(diào)小壓縮機的膨脹閥開啟度，減小制冷劑流量限流來調(diào)低蒸發(fā)壓力約0.7個大氣壓、從而獲得更低的蒸發(fā)溫度的，這樣的設(shè)計是以犧牲系統(tǒng)的制冷量來達(dá)到的制冷量約只有標(biāo)準(zhǔn)的0.7～0.8、導(dǎo)致制冷效率低并加大了壓縮機的負(fù)載，而且易引起壓縮機線圈過熱，影響了壓縮機的壽命。
冷凍系統(tǒng)設(shè)計：獲取-20℃以下的低溫時均采用復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng).
恒溫恒濕試驗箱獲取低溫而采用兩級壓縮復(fù)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最低蒸發(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(nèi).壓縮比與冷凝壓力和蒸發(fā)壓力有關(guān),當(dāng)冷凝壓力一定時,隨著蒸發(fā)溫度的降低,蒸發(fā)壓力也相應(yīng)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?jié)櫥瑮l件變壞,嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)結(jié)炭和拉缸現(xiàn)象;另一方面,壓縮比的增大將導(dǎo)致壓縮機的輸氣系數(shù)降低,制冷量減少,實際壓縮過程偏離等熵過程越遠(yuǎn),壓縮機功耗增加,制冷系數(shù)下降,經(jīng)濟性降低.將出現(xiàn)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.過低的蒸發(fā)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制冷系統(tǒng).
b.當(dāng)蒸發(fā)溫度過低時,某些常用制冷劑已達(dá)凝固溫度,無法實現(xiàn)制冷劑的流動,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,使壓縮機體積過于龐大.
2、制冷劑熱物理特性的限制
現(xiàn)在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(nèi)箱的溫差、就是說箱內(nèi)只能制取-36.5℃的低溫，當(dāng)然，通過調(diào)低壓縮機的蒸發(fā)壓力，可以將R404A制冷劑的最低蒸發(fā)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制冷劑與低溫制冷劑復(fù)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它在一個大氣壓下的蒸發(fā)溫度是-81.7℃。
3、壓縮機線圈散熱的限制
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(chǎn)生一個問題，-35℃時，壓縮機的低壓是為負(fù)數(shù)值，也就是產(chǎn)生了一個真空度，這樣線圈的頂端熱量就沒有辦法散去，這樣就壓縮機表面是十分涼，可是實際上內(nèi)部，他的溫度是很高的，因為真空是可以的隔熱介質(zhì)!
恒溫恒濕試驗箱由制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，溫度系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng)，和傳感器系統(tǒng)等組成，上述系統(tǒng)分屬電氣和機械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程。
1、制冷系統(tǒng)：
制冷系統(tǒng)是綜合恒溫恒濕試驗箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說，恒溫恒濕試驗箱的制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷，機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷，它們主要由壓縮機，冷凝器，節(jié)流機構(gòu)和蒸發(fā)器組成，由于我們試驗的溫度低溫要達(dá)到-55℃，單級制冷難以滿足滿足要求，因此試驗箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。我司生產(chǎn)的恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)由兩部分組成，分別稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化；低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象（試驗箱內(nèi)的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器。恒溫恒濕試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑，箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70-150℃.
2、加熱系統(tǒng)：
恒溫恒濕試驗箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言，是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成，由于試驗箱要求的升溫速率較大，因此試驗箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大，而且在試驗箱的底板也設(shè)有加熱器。
3、控制系統(tǒng)：
控制系統(tǒng)是綜合試驗箱的核心，它決定了試驗箱的升溫速率，精度等重要指標(biāo)。現(xiàn)在試驗箱的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇，而且此部分在使用過程中，一般不會出現(xiàn)問題。
4、濕度系統(tǒng)：
濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。
恒溫恒濕試驗箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法，即將低壓蒸汽直接注入試驗空間加濕。這種加濕方法加濕能力，速度快，加濕控制靈敏，尤其在降溫時容易實現(xiàn)強制加濕。
恒溫恒濕試驗箱是一種常用的實驗儀器，在多個行業(yè)中都有一定的應(yīng)用。我們在使用恒溫恒濕試驗箱的過程中為了讓恒溫恒濕試驗箱使用壽命更長，我們應(yīng)該對恒溫恒濕試驗箱進行有效的維護和保養(yǎng)。
1、恒溫恒濕試驗箱箱體內(nèi)外部的清潔與保養(yǎng)恒溫恒濕試驗箱在操作前應(yīng)先將內(nèi)部雜質(zhì)清除。配電室內(nèi)每年至少清潔一次以上，清潔時可利用吸塵器將室內(nèi)灰塵吸除即可。箱體外部每年亦須清洗一次以上，清洗時先用肥皂水擦拭即可。
2、恒溫恒濕試驗箱加濕器之檢查與保養(yǎng)加濕器內(nèi)之儲水應(yīng)每月更換一次，確保水質(zhì)清潔，加濕水盤應(yīng)每一個月清洗一次，確保水流順暢。
3、恒溫恒濕試驗箱檢查超溫保護器恒溫恒濕試驗箱運轉(zhuǎn)時，超溫保護之設(shè)定最高值加20℃~30℃。試驗箱內(nèi)之溫度升至超溫保護之設(shè)定點時，加熱器之供電即停止，"OVERHEAT"超溫警示燈亮但風(fēng)扇仍運轉(zhuǎn)，若長時間運轉(zhuǎn)及無人看管，運轉(zhuǎn)前請務(wù)必確實檢查超溫保護器，是否設(shè)定妥當(dāng)[濕球超溫保護器之設(shè)定為120℃]。
4、恒溫恒濕試驗箱冷凝器灰塵之清除冷凝器應(yīng)定期每月保養(yǎng)，利用真空吸塵器將冷凝器散熱網(wǎng)片上附著之灰塵吸除或利用高壓空氣噴除灰塵。
5、恒溫恒濕試驗箱濕球水位之檢查與調(diào)整積水筒水位不可過高，使水溢出積水筒或過低使?jié)袂驕y試布吸水不正常，影響濕球的準(zhǔn)確性水位大約保持六分滿即可。積水筒水位之調(diào)整，可調(diào)整積水盒的高低。
6、恒溫恒濕試驗箱濕球測試布之更換當(dāng)測試布表面不干凈或變硬，或于做完溫度控制后，繼續(xù)做溫濕球度控制前都必須更換測試布。測試布約三個月更換一次，更換時應(yīng)用清潔布擦拭測溫體更換新測試布時應(yīng)先清洗干凈。
在工業(yè)設(shè)備需求的今天，試驗儀器的使用增多，我們在使用的時候一定要注意一些問題，為了讓這些設(shè)備安全的使用，我更多建議一些廠家在出售一些試驗設(shè)備的時候，附上一些儀器的說明書以及后期的保養(yǎng)與維護。更好的延長試驗儀器的使用壽命。
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