制冷系统是恒温恒湿试验箱的关键部件之一,也是整个设计的重点和难点。试验箱的设计质量直接影响到试验箱的性能。常用的制冷方法有三种:是机械制冷,又称蒸汽压缩机制冷;液氮制冷、第三种是机械制冷与液氮制冷相结合。
机械制冷是所有人工制冷中成熟的制冷技术。根据恒温恒湿试验箱产生低温的不同程度,可分为单级制冷、两级制冷和复叠制冷。机械制冷的冷却速度很慢,一般在1~10℃/min范围内,小于15℃/min,不能满足高低温环境试验设备对快速冷却速度的要求。为了解决这一问题,可以采用液氮制冷技术。
采用液氮(沸点-195.8℃)作为冷源,将液氮喷入试验空间。利用液氮汽化过程中的潜热和低温氮气的显热吸收热量,达到降温的目的。液氮制冷具有良好的制冷性能。制冷的低温可达-150℃,制冷速率可达60℃/min以上,通常用于温度很低、制冷速率很快或短时间内需要较大制冷量(冷冲击)的应用场合。液氮作为工业辅助产品,生产成本低,价格低廉。因此,液氮制冷技术逐渐应用于需要超低温、高制冷率的环境试验设备中。
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