恒溫恒濕試驗箱制冷機組的核心原理

核心原理：壓縮式制冷循環(huán)

這個循環(huán)主要由四個關鍵過程組成，通過制冷劑（冷媒）在密閉系統(tǒng)中的狀態(tài)變化來實現(xiàn)熱量從試驗箱內部向外部環(huán)境的轉移：

1.蒸發(fā)(吸熱):

低溫低壓的液態(tài)制冷劑通過膨脹閥（或毛細管）節(jié)流降壓后，進入位于試驗箱內部的蒸發(fā)器。

在蒸發(fā)器盤管內，低壓液態(tài)制冷劑吸收試驗箱內空氣（或直接接觸樣品）的熱量，沸騰蒸發(fā)，變成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑。這個過程是吸熱過程，從而降低了試驗箱內部的溫度。蒸發(fā)器通常配有風機，強制使試驗箱內的空氣循環(huán)流過蒸發(fā)器盤管，加速熱交換。

2.壓縮(增壓):

低溫低壓的氣態(tài)制冷劑被壓縮機吸入。

壓縮機對氣態(tài)制冷劑做功，將其壓縮成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑。這個過程是耗能的主要階段（電能轉化為制冷劑的熱能和壓力能）。

3.冷凝(放熱):

高溫高壓的氣態(tài)制冷劑從壓縮機排出，進入位于試驗箱外部的冷凝器。

在冷凝器（通常帶有風機或水冷系統(tǒng)）中，高溫高壓的氣態(tài)制冷劑向外部環(huán)境空氣（或冷卻水）釋放熱量，冷卻并凝結成中溫高壓的液態(tài)制冷劑。這個過程是放熱過程，熱量被排放到試驗箱外部環(huán)境中。

4.節(jié)流(降壓):

中溫高壓的液態(tài)制冷劑離開冷凝器后，流經(jīng)膨脹閥（或毛細管）。

膨脹閥是一個節(jié)流裝置，其作用是限制制冷劑的流量并使其壓力急劇降低。制冷劑在通過膨脹閥后，變成低溫低壓的液態(tài)（混有少量氣體）制冷劑，為重新進入蒸發(fā)器吸熱做好準備。

關鍵部件及其作用

1.壓縮機：制冷循環(huán)的“心臟”，提供動力，壓縮并驅動制冷劑循環(huán)。

2.冷凝器：將制冷劑攜帶的內部熱量釋放到外部環(huán)境（散熱）。

3.膨脹閥/毛細管：節(jié)流降壓裝置，控制制冷劑流量和壓力，為蒸發(fā)創(chuàng)造低溫低壓條件。

4.蒸發(fā)器：安裝在試驗箱內部或風道內，制冷劑在此蒸發(fā)吸熱，直接冷卻箱內空氣。

5.制冷劑：在系統(tǒng)中循環(huán)的工作介質，通過自身相變（液態(tài)-氣態(tài)）傳遞熱量。常用制冷劑有R404A, R407C, R410A, R23,等，根據(jù)所需達到的*低溫度選擇。

6.控制系統(tǒng)：大腦，接收溫度信號，控制壓縮機、冷凝風扇、膨脹閥等的啟停和調節(jié)，確保精確控溫。

7.循環(huán)風機：強制空氣在試驗箱工作室和蒸發(fā)器之間循環(huán)，保證溫度均勻性。

總結

制冷機組在試驗箱內的工作原理本質是一個基于逆卡諾循環(huán)的熱量搬運過程。它利用制冷劑在蒸發(fā)器內蒸發(fā)吸熱的特性，將試驗箱內部的熱量“抽取”出來，然后通過壓縮機做功，將這些熱量提升溫度后在冷凝器處排放到外部環(huán)境中，從而實現(xiàn)試驗箱內部的降溫。整個過程的啟動、運行和精確控制由溫度傳感器和控制系統(tǒng)共同完成，確保試驗能夠在設定的低溫條件下穩(wěn)定進行。