高低温交变试验箱的制冷量调节

　　在采用氟利昂压缩机制冷的高低温交变试验箱中,由于以下一些情况,常常需要对压缩机的制冷量进行调节:

一、试验箱达到低温恒温状态后由于热负荷大大减少,此时如不相应减少蒸发器的制冷量,则平衡多余制冷量的加热功率会比较大,从而使控制品质变坏,影响箱内温度波动度、均匀度的指标。

二、当高低温交变试验箱的温度需要恒定在室温附近时,此时如不开压缩机,则箱内温度恒不住,开启压缩机,则此时多余的制冷量会最大,这是因为:

1.在室温附近恒温,热负荷最小,因为围护结构漏热最少,试品需要的冷量也最少。

2.恒温在室温附近时,由于膨胀阀开启度大,蒸发温度高,使制冷量大为增加。此时如不能调节制冷量,则需用更大的加热功率去平衡,如果加热功率小了,则会发生温度恒不住而继续下降的情况。我厂过去生产的某些小型低温箱,就有用户反映,降温速率快,恒定到最低温度时效果很好,但在室温附近,甚至0℃时有温度恒不住继续下降的情况,如某-70℃高低温交变试验箱,在最低蒸发温度时的制冷量为600W,采用1000W的加热功率,箱温在室温附近甚至在0℃时,温度还是恒不住,最后采用加热功率1400W。

三、对高低温变化试验箱,当试验箱的温度从高温(+ 150甚至+180℃)等速率降温的开始阶段,也需要对制冷量进行调节。首先,为了使压缩机不致因回气温度过高而损坏,需要部分冷气旁通,即从蒸发器前分流部分冷液经膨胀变为冷气后到蒸发器的出口,与从蒸发器出来的热气混合降温后,经压缩机的回气管进入压缩机。其次,如图1所示,曲线Ⅰ为开启压缩机制冷、不加热、从+ 180℃下降至-70℃时的曲线,斜线Ⅱ为按照WGD高低温变化试验箱、当降温速率为1℃/m in要求的降温斜线。显然,曲线Ⅰ不能满足等速降温要求,降温过快,需要在降温开始一段箱温较高的过程中,大大减少制冷量,将一部分氟利昂不通过蒸发器而旁通到蒸发器出口的回气管路上,以减少制冷量是必要的。再用有程控的温度控制器经PID调节加热功率,不要多大的加热量就可达到斜线Ⅱ的降温要求。

四、当压缩机处于最小负荷期间循环,吸气压力会愈来愈低。为了防止吸气压力低于压缩机制造商推荐的最低值,虽然已普遍采用压缩机在低压下断电控制的方法,但周期性通断会严重影响压缩机的使用寿命,且会使箱内温度波动度增大而超标。因此,也需要随着热负荷减小而减小压缩机的制冷量,提高吸气压力。

以上说明,对高低温交变试验箱的制冷量进行调节是很有必要的,但制冷功率的调节比加热功率的调节要困难和复杂得多,已往采用的方法如:采用多缸压缩机分缸工作的方法以减少排气量,从而减少制冷量,此法多用于大型制冷系统中;改变压缩机的转速而减少制冷量也是可行的,但需采用较昂贵的变频调速器;也可采用并联的两个或三个小制冷系统,分系统工作,但结构较复杂,可靠性也会降低;还可采用恒温时压缩机通/断控制方式,但箱温的波动度会过大地超差,对高低温交变试验箱是不合适的。