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快速溫度變化濕熱試驗箱的制冷系統是如何工作的?

更新時間:2025-03-17

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快速溫度變化濕熱試驗箱的制冷系統主要基于蒸汽壓縮式制冷原理,通過壓縮機、冷凝器、節流裝置和蒸發器四大部件協同工作,實現熱量的轉移和箱內溫度的降低,具體過程如下:

 

1. 壓縮過程:壓縮機是制冷系統的核心部件,它吸入來自蒸發器的低溫低壓制冷劑氣體,通過電機驅動對其進行壓縮,使其轉變為高溫高壓的氣體。在這個過程中,制冷劑的壓強增大、體積減小,溫度隨之升高,遵循理想氣體狀態方程(PV=nRT)。

2. 冷凝過程:高溫高壓的制冷劑氣體被排入冷凝器。在冷凝器中,制冷劑氣體與外界環境進行熱交換,將熱量傳遞給冷凝器周圍的空氣或者冷卻介質,自身逐漸冷卻凝結為高壓液體。這一過程利用了熱傳遞原理,熱量從高溫的制冷劑氣體傳遞到低溫的外界環境,使制冷劑完成從氣態到液態的轉變,為后續的節流降壓做準備。

3. 節流過程:經過冷凝器后的高壓液態制冷劑,會流經節流裝置,如毛細管或膨脹閥等。節流裝置的作用是對制冷劑進行節流降壓,使其壓力和溫度急劇下降,變成低溫低壓的氣液混合態制冷劑。這是基于流體在通過狹窄通道時,由于流速變化和壓力損失而產生的節流效應,讓制冷劑能以合適的狀態進入蒸發器。

4. 蒸發過程:低溫低壓的氣液混合態制冷劑進入蒸發器后,在蒸發器內發生汽化現象。蒸發器內的制冷劑與試驗箱內的空氣進行熱交換,吸收空氣的熱量,使得試驗箱內的溫度降低。根據汽化吸熱的原理,制冷劑由液態轉變為氣態,而試驗箱內的空氣溫度隨之下降,達到制冷的效果。此后,低溫低壓的制冷劑氣體又被壓縮機吸入,開始新的制冷循環。

 

為了精準地控制試驗箱內的溫度,使其穩定在設定值附近,試驗箱配備了由溫度傳感器、控制器和執行器(如壓縮機、加熱元件等)組成的溫度控制系統。溫度傳感器實時監測箱內的實際溫度,并將溫度信號轉換為電信號反饋給控制器。控制器依據設定的溫度值與實際反饋的溫度值進行對比分析,運用 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法或者其他智能控制算法,計算出需要調節的控制量,然后向壓縮機或加熱元件等執行器發出相應的指令,決定是啟動制冷、加熱還是維持當前狀態,以此來精確調節和穩定箱內的溫度,確保溫度波動在允許的誤差范圍內,滿足試驗要求。


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