恒溫恒濕試驗箱的制冷系統結構與工作原理詳解

更新時間：2025-11-06

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制冷系統是恒溫恒濕試驗箱實現低溫環境模擬的核心，其性能直接決定設備降溫速率、控溫精度及運行穩定性。該系統采用蒸汽壓縮式制冷循環，主要由四大核心部件及輔助組件構成，工作過程圍繞 “制冷劑相變吸熱" 原理展開，具體結構與原理如下：

一、核心結構組成

壓縮機：作為制冷動力源，多采用全封閉渦旋式壓縮機，通過電機驅動渦旋盤旋轉，將低溫低壓氣態制冷劑壓縮為高溫高壓氣體，為循環提供動力，其功率需根據試驗箱容積及降溫需求匹配，常見規格為 1.5-5HP。

冷凝器：分為風冷式與水冷式，風冷式通過風扇強制散熱，將壓縮機排出的高溫高壓氣體冷卻為中溫高壓液態；水冷式借助循環水換熱，散熱效率更高，適用于高功率設備。冷凝器需定期清潔散熱片，避免灰塵堆積影響換熱。

膨脹閥：屬節流降壓部件，將中溫高壓液態制冷劑霧化成低溫低壓霧狀，為后續吸熱做準備，其開度可根據箱內溫度自動調節，確保制冷量與降溫需求匹配，常見類型為熱力膨脹閥與電子膨脹閥。

蒸發器：安裝于試驗箱風道內，低溫低壓霧狀制冷劑在蒸發器內蒸發，吸收箱內空氣熱量，實現降溫，蒸發后的制冷劑變為氣態，重新進入壓縮機循環，蒸發器表面需定期除霜，防止結霜影響換熱效率。

此外，系統還包含干燥過濾器（過濾雜質與水分）、高低壓保護器（防止系統壓力異常）等輔助組件，保障運行安全。

二、工作原理流程

制冷循環分為四個階段：首先，壓縮機吸入蒸發器排出的低溫低壓氣態制冷劑，壓縮后變為 80-100℃、1.5-2.0MPa 的高溫高壓氣體；隨后，高溫高壓氣體進入冷凝器，通過風冷或水冷散熱，降溫至 40-50℃，冷凝為中溫高壓液態制冷劑；接著，液態制冷劑經膨脹閥節流降壓，變為 - 5-0℃、0.3-0.5MPa 的低溫低壓霧狀；最后，霧狀制冷劑進入蒸發器，吸收箱內空氣熱量蒸發，使箱內溫度降低，蒸發后的氣態制冷劑重新回到壓縮機，完成循環。整個過程持續運行，直至箱內溫度達到設定值，壓縮機根據溫控信號啟停，維持溫度穩定。

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