摘(zhāi)要：恒(héng)溫(wēn)恒(héng)濕試驗(yàn)箱的(dí)製(zhì)冷(lěng)係(xì)統(tǒng)是(shì)設備的(dí)核(hé)心部(bù)件(jiàn)之(zhī)一，其(qí)性(xìng)能(néng)直(zhí)接決(jué)定(dìng)設備的降溫速率，可(kě)達(dá)設(shè)計溫(wēn)度，長期運(yùn)行穩定性(xìng)及(jí)能耗(hào)水平。壓縮(suō)機作(zuò)為製冷係統的動力源，選(xuǎn)型是(shì)否合理(lǐ)，係(xì)統匹配是(shì)否得(dé)當(dāng)，直接(jiē)影響(xiǎng)設備(bèi)在高溫(wēn)高濕(shī)，低(dī)溫低(dī)濕(shī)等幾端(duān)工(gōng)況(kuàng)下的(dí)表現(xiàn)。本文從壓縮(suō)機製冷(lěng)量計算，蒸發溫度與(yǔ)冷凝溫度匹(pǐ)配，膨(péng)脹閥選(xuǎn)型，製冷(lěng)劑充(chōng)注量控(kòng)製四個維(wéi)度，係(xì)統(tǒng)分(fēn)析(xī)壓縮機(jī)選型與(yǔ)係(xì)統(tǒng)匹(pǐ)配的技(jì)術要點，為(wéi)恒(héng)溫恒濕試(shì)驗(yàn)箱(xiāng)的製冷(lěng)係統設計提供(gōng)科(kē)學，可執行的參考(kǎo)依據(jù)。

一，壓縮(suō)機：恒(héng)溫恒(héng)濕箱(xiāng)製冷係(xì)統的動力(lì)心(xīn)髒

恒(héng)溫恒濕試驗箱的製(zhì)冷(lěng)係(xì)統由(yóu)壓(yā)縮機(jī)，冷凝(níng)器，膨(péng)脹閥(fá)，蒸(zhēng)發(fā)器四大(dà)部分組(zǔ)成(chéng)，壓(yā)縮機是整個(gè)係(xì)統的動力源(yuán)，負責將低溫(wēn)低壓(yā)的(dí)製(zhì)冷劑蒸氣壓(yā)縮為高(gāo)溫高(gāo)壓(yā)氣體(tǐ)，驅動(dòng)製冷(lěng)循環持(chí)續(xù)運(yùn)行。壓縮機(jī)選型(xíng)是否合理，直(zhí)接影響(xiǎng)設備能(néng)否(fǒu)在寬(kuān)溫(wēn)域範圍內（通(tōng)常(cháng)-70℃至+150℃）長(cháng)期穩定運(yùn)行。選型偏小(xiǎo)則降(jiàng)溫速率不達標，低溫(wēn)極限(xiàn)無(wú)法突破(pò)，壓(yā)縮(suō)機長期過載運行(háng)導致(zhì)壽(shòu)命縮短；選型偏(piān)大則成本(běn)增加，能耗偏(piān)高(gāo)，壓(yā)縮機頻繁啟(qǐ)停，同樣影響壽(shòu)命和穩(wěn)定性(xìng)。

二，壓(yā)縮機選型的四(sì)大關鍵參數

2.1 製冷(lěng)量計算(suàn)：以熱負(fù)載(zǎi)為(wéi)基準

壓(yā)縮機的製冷量(liáng)應(yīng)根(gēn)據設備(bèi)的(dí)最(zuì)大(dà)熱(rè)負載(zǎi)進(jìn)行(háng)精確計(jì)算。熱(rè)負載主要(yào)包括以下(xià)三部(bù)分(fēn)：樣(yàng)品熱負載(zǎi)，即樣品(pǐn)在降溫過(guò)程中釋放的(dí)熱量(liáng)；箱體漏熱，即通(tōng)過保溫(wēn)層，門(mén)封(fēng)，管(guǎn)路穿牆部位傳(chuán)入箱內的(dí)熱量；風機(jī)熱，即循(xún)環(huán)風(fēng)機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生(shēng)的(dí)熱量(liáng)。三(sān)部分熱負載(zǎi)之(zhī)和即(jí)為(wéi)所需製冷量(liáng)，應在此(cǐ)基(jī)礎上預留(liú)20%-30%的(dí)冗餘餘(yú)量(liáng)。以(yǐ)一台(tái)225L恒溫(wēn)恒濕(shī)箱為(wéi)例，在-40℃工況下(xià)，典型熱(rè)負(fù)載(zǎi)約(yuē)為(wéi)2.5-3.5kW，對(duì)應壓縮機選型製(zhì)冷(lěng)量應(yīng)在3.5-4.5kW之間(jiān)（含餘(yú)量）。

2.2 蒸發(fā)溫(wēn)度與(yǔ)冷凝(níng)溫(wēn)度(dù)的匹(pǐ)配(pèi)

蒸發溫(wēn)度決(jué)定(dìng)了設備的可(kě)達(dá)溫度。要獲得-40℃的(dí)箱內溫(wēn)度(dù)，蒸發器表麵(miàn)溫度需低於(yú)-45℃。壓縮機(jī)在(zài)目標蒸(zhēng)發(fā)溫(wēn)度(dù)下的(dí)實際(jì)製冷量通常僅為標稱(chēng)值的(dí)50%-65%，選型時必須查(chá)閱(yuè)壓縮機的(dí)性能曲(qū)綫，以目(mù)標蒸發(fā)溫度(dù)下的實際製冷(lěng)量為選型依(yī)據(jù)。冷凝(níng)溫度受(shòu)冷卻方(fāng)式限製：風冷型冷凝(níng)溫度通常(cháng)為45-55℃，水冷(lěng)型為(wéi)35-45℃。冷凝(níng)溫(wēn)度(dù)越(yuè)低(dī)，壓(yā)縮機效率越高(gāo)，選型(xíng)時應(yīng)根(gēn)據安(ān)裝(zhuāng)條(tiáo)件優先選擇水冷方式(shì)。

2.3 壓縮機(jī)類型(xíng)選(xuǎn)擇(zé)：活塞式(shì)與渦(wō)旋(xuán)式(shì)的(dí)對(duì)比(bǐ)

全(quán)封(fēng)閉(bì)活塞式(shì)壓縮機(jī)技(jì)術成熟(shú)，價(jià)格適中，維修方便，適用於中小製冷量(liáng)（3-15kW）的恒溫恒濕箱，但(dàn)在(zài)低溫工況下(xià)效率下降明(míng)顯。渦旋(xuán)式壓縮機效(xiào)率高(gāo)，運(yùn)行(háng)平(píng)穩，噪(zào)音(yīn)低，適用(yòng)於(yú)對噪(zào)音(yīn)和能效要(yào)求較高的場(cháng)合，但(dàn)價(jià)格較高，維(wéi)修(xiū)成(chéng)本(běn)較(jiào)大。對於需(xū)長(cháng)期(qī)運(yùn)行-40℃以下工況的(dí)設(shè)備(bèi)，建(jiàn)議選用低(dī)溫專用渦(wō)旋壓(yā)縮機或二(èr)元(yuán)復疊係(xì)統(tǒng)。

2.4 膨脹閥(fá)與(yǔ)壓縮機的匹(pǐ)配(pèi)

膨脹(zhàng)閥的(dí)容量必須與(yǔ)壓縮機製(zhì)冷量(liáng)相匹(pǐ)配。電(diàn)子膨(péng)脹(zhàng)閥(fá)因其(qí)調節範圍寬，響(xiǎng)應速度(dù)快，可適(shì)應變工(gōng)況運行(háng)，已成為恒(héng)溫(wēn)恒濕箱的(dí)第一(yī)配置。膨脹閥選(xuǎn)型(xíng)過大，調(tiáo)節(jié)精度(dù)下降(jiàng)，蒸(zhēng)發器(qì)供液(yè)波動大(dà)；選型過(guò)小，製冷(lěng)劑(jì)流(liú)量(liáng)不(bù)足，蒸(zhēng)發器(qì)換熱效率(shuài)降(jiàng)低(dī)。

三，製(zhì)冷(lěng)係統匹(pǐ)配的關(guān)鍵(jiàn)技術要點(diǎn)

3.1 二(èr)元(yuán)復疊係(xì)統的設計(jì)與(yǔ)匹(pǐ)配

對於需(xū)達(dá)到-60℃以下低(dī)溫(wēn)的設備，必(bì)須(xū)采(cǎi)用(yòng)二元復(fù)疊(dié)製(zhì)冷係統。高(gāo)溫(wēn)級(jí)壓縮(suō)機選用中溫製冷(lěng)劑（如R404A），低(dī)溫(wēn)級選(xuǎn)用低溫(wēn)製冷劑(jì)（如(rú)R23）。兩(liǎng)級之(zhī)間的(dí)換熱(rè)器(qì)（復疊換(huàn)熱(rè)器(qì)）是係統(tǒng)匹配的(dí)核心部件(jiàn)，其換(huàn)熱麵積必須(xū)保(bǎo)證(zhèng)高(gāo)溫級能(néng)將低(dī)溫級製冷(lěng)劑冷(lěng)卻(què)至-20℃以下(xià)。

3.2 回油(yóu)係統設計

低(dī)溫(wēn)級(jí)壓縮(suō)機(jī)在-40℃以下工況(kuàng)運行(háng)時(shí)，潤滑(huá)油(yóu)粘(nián)度(dù)增大(dà)，流(liú)動(dòng)性下降(jiàng)，若回(huí)油不(bù)暢，壓縮機磨損(sǔn)加(jiā)劇。應(yīng)在低溫級排氣管路中設置油分離器(qì)，將(jiāng)潤滑油分離後回(huí)流(liú)至(zhì)壓縮機(jī)曲(qū)軸箱。

3.3 製(zhì)冷劑充注(zhù)量精(jīng)確控製

製冷劑充(chōng)注量(liáng)過(guò)多或(huò)過少均(jūn)影響係(xì)統(tǒng)性能(néng)。充(chōng)注(zhù)量過多，冷(lěng)凝(níng)壓(yā)力升高，壓(yā)縮(suō)機負(fù)荷增大；充注(zhù)量過(guò)少，蒸發(fā)器(qì)供液不(bù)足，製冷(lěng)量下降(jiàng)。應(yīng)采用電(diàn)子秤定量充注。

四，典型選(xuǎn)型失(shī)誤案(àn)例(lì)分(fēn)析

某廠家為(wéi)225L恒溫(wēn)恒濕(shī)箱選(xuǎn)配(pèi)壓縮機(jī)，僅根據標稱(chēng)功率(shuài)選擇了(liǎo)一(yī)台4kW壓縮(suō)機，未考慮(lǜ)蒸發(fā)溫(wēn)度-40℃時(shí)製冷(lěng)量衰減至(zhì)標(biāo)稱值的(dí)55%。實(shí)際(jì)運行(háng)中(zhōng)，設備(bèi)降溫(wēn)至(zhì)-35℃時(shí)已(yǐ)無(wú)法繼續降(jiàng)溫，降溫速(sù)率嚴重不(bù)足(zú)。更換為6kW低(dī)溫(wēn)專用(yòng)壓縮機(jī)後(hòu)，設備順(shùn)利達(dá)到-45℃並穩(wěn)定運(yùn)行(háng)。

五(wǔ)，總結

恒(héng)溫恒(héng)濕(shī)試(shì)驗(yàn)箱壓(yā)縮機(jī)選(xuǎn)型的核心在於以(yǐ)目標蒸(zhēng)發溫(wēn)度下(xià)的實際製冷(lěng)量為(wéi)依據，綜(zōng)合(hé)考(kǎo)慮熱負(fù)載，蒸發(fā)/冷凝溫度(dù)，壓(yā)縮(suō)機類(lèi)型(xíng)及膨(péng)脹(zhàng)閥匹配。忽(hū)視(shì)工況(kuàng)製(zhì)冷(lěng)量衰(shuāi)減(jiǎn)，忽略回油設計(jì)，未(wèi)精確控(kòng)製充(chōng)注(zhù)量(liáng)，是導致製冷(lěng)係統(tǒng)性能(néng)不(bù)達標的三(sān)大常見(jiàn)失誤。