恒溫恒濕箱針對-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)劄楹銣睾銤裣浍@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*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*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℃。
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