恒溫恒濕試驗箱獲取低溫而采用兩級壓縮復疊制冷循環(huán)的原因：
（1）單級壓縮蒸氣制冷循環(huán)壓比的限制
單級蒸氣壓縮式制冷機的最低蒸發(fā)溫度,主要取決于它的冷凝壓力及壓縮比.制冷劑的冷凝壓力由制冷劑的類別和環(huán)境介質(如空氣或水)的溫度決定,在通常情況下,它處于0.7~1.8Mpa 范圍內.壓縮比與冷凝壓力和蒸發(fā)壓力有關,當冷凝壓力一定時,隨著蒸發(fā)溫度的降低,蒸發(fā)壓力也相應下降,因而使壓縮比上升,它將引起壓縮機排氣溫度的升高,潤滑油變稀,使?jié)櫥瑮l件變壞,嚴重時甚至會出現(xiàn)結炭和拉缸現(xiàn)象;另一方面,壓縮比的增大將導致壓縮機的輸氣系數(shù)降低,制冷量減少,實際壓縮過程偏離等熵過程越遠,壓縮機功耗增加,制冷系數(shù)下降,經濟性降低.將出現(xiàn)以下一些影響.
a.任何制冷劑,蒸發(fā)溫度越低,則蒸發(fā)壓力也就越低.過低的蒸發(fā)壓力,有時可能造成壓縮機難以吸氣,或者使外界的空氣進入制冷系統(tǒng).
b.當蒸發(fā)溫度過低時,某些常用制冷劑已達凝固溫度,無法實現(xiàn)制冷劑的流動,循環(huán).
c.蒸發(fā)壓力降低,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質量流量減少,制冷量大大下降.為了獲得所需制冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機體積過于龐大.
（2） 制冷劑熱物理特性的限制。
現(xiàn)在恒溫恒濕箱中單級制冷循環(huán)基本上采用的中溫制冷劑是R404A,在一個大氣壓下其蒸發(fā)溫度是-46.5℃(R22/-40.7℃)，但空氣冷卻式冷凝器傳熱溫差通常取10℃左右（在強制送風散熱循環(huán)下，蒸發(fā)器和內箱的溫差），就是說箱內只能制取-36.5℃的低溫，當然，通過調低壓縮機的蒸發(fā)壓力，可以將R404A 制冷劑的最低蒸發(fā)溫度降低到-50℃；所以要獲取-50℃及以下的低溫時必須采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復疊式的制冷循環(huán)，制取-50℃～-80℃的低溫，低溫制冷劑一般選用R23它在一個大氣壓下的蒸發(fā)溫度是-81.7℃。
（3） 壓縮機線圈散熱的限制
單級壓縮機工作時，在做-35℃左右，因為壓縮機的線圈是旋空在壓縮機中間的，這就產生一個問題，-35℃時，壓縮機的低壓是為負數(shù)值，也就是產生了一個真空度，這樣線圈的頂端熱量就沒有辦法散去，這樣就壓縮機表面是十分涼，可是實際上內部，他的溫度是很高的，（因為真空是最好的隔熱介質）。
分析一：
1.由于是溫度保持不住，觀察制冷壓縮機在試驗箱運行過程中是否能夠啟動，壓縮機在環(huán)境試驗設備運行過程中都能夠啟動，說明從主電源到各壓縮機的電器線路正常，電器系統(tǒng)方面也沒有問題。
2.電氣系統(tǒng)沒有問題，繼續(xù)檢查制冷系統(tǒng)。首先檢查兩組制冷機組的低溫（R23）級壓縮機的排氣和吸氣壓力都較正常值偏低，而且吸氣壓力呈抽空狀態(tài)，說明主制冷機組的制冷劑量不足。
3.用手摸主機組R23壓縮機的排氣和吸氣管路，發(fā)現(xiàn)排氣管路的溫度不高，吸氣管路的溫度也不低（未結霜），這也說明了主機組的R23制冷劑缺乏。
分析二：
1.未確定故障原因，結合試驗箱的控制過程進一步確認故障原因，該試驗箱擁有兩套制冷機組。
2.一為主機組，另一為輔助機組，在降溫速率較大時，兩組機組同時工作，在溫度保持階段初期，兩組機組依然同時工作。待溫度初步穩(wěn)定下來，輔助機組停止工作，由主機組來維持溫度的穩(wěn)定。如果主機組R23泄露，會使主機組的制冷效果不大，由于降溫過程中，兩機組同時工作，故沒有溫度穩(wěn)定不住的現(xiàn)象，而指示降溫速率降低。在溫度保持階段，一旦輔助機組停止工作，主機組又無制冷作用，試驗箱內的空氣就會緩慢上升，當溫度上升到一定程度，控制系統(tǒng)就會啟動輔助機組來降溫，將溫度下降至設定值（-55℃）附近，然后輔助機組又停止工作，如此反復，便會出現(xiàn)如圖3所示的故障現(xiàn)象。
至此，已確認生產故障的原因是主機組的低溫（R23）級機組的制冷劑R23泄漏。對制冷系統(tǒng)進行查漏，用檢漏儀和肥皂水相結合的方法檢查，發(fā)現(xiàn)一熱氣旁通電磁閥的閥桿裂了約1cm的細縫。更換此電磁閥，對系統(tǒng)重新充氟，系統(tǒng)運行正常。
由于上文可以看出，對該故障現(xiàn)象的分析和判斷基本上是有易至難，先“外后“里，先“電氣后“制冷的脈絡進行分析和判斷的，熟悉和了解試驗箱的原理和工作過程是分析故障判斷故障的基礎。 根據(jù)上面的分析，只有深入了解試驗箱的工作原理和工作過程，才能迅速地解決試驗箱在運行過程中出現(xiàn)的問題。希望本文能夠多從事環(huán)境設備管理運行維護人員有所裨益，共同推動我國環(huán)境工程的發(fā)展(文章來源：北京雅士林試驗設備有限公司)。
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