大型高低溫循環(huán)箱工作原理

【資料簡介】

大型高低溫循環(huán)箱工作原理

 

大型高低溫循環(huán)箱的工作原理基于熱力學循環(huán)和控制技術，通過制冷、制熱系統(tǒng)的協(xié)同運作實現(xiàn)溫度快速變化和調(diào)控。其核心原理可分為以下三個部分：

一、核心系統(tǒng)組成

?制冷系統(tǒng)?

采用?逆卡諾循環(huán)?原理，由壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。

制冷劑在壓縮機內(nèi)被絕熱壓縮為高溫高壓氣體（壓力達15-20MPa），隨后在冷凝器中通過風冷/水冷散熱液化，完成等溫放熱。液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流閥降壓后溫度驟降（可達-70℃以下），在蒸發(fā)器中吸熱氣化，實現(xiàn)箱內(nèi)降溫。

對于?超低溫需求?（如-70℃以下），采用復疊制冷技術，通過R404A+R23雙制冷劑組合或雙壓縮機協(xié)同工作提升制冷效率。

?加熱系統(tǒng)?

通過鎳鉻合金電熱絲或電熱管通電發(fā)熱，結(jié)合風機強制對流將熱量均勻擴散至箱內(nèi)。

采用?分級功率控制?：基礎加熱模式維持溫度穩(wěn)定，全功率模式實現(xiàn)>3℃/min的快速升溫。

?溫度控制系統(tǒng)?

集成高精度PT100鉑電阻傳感器和PID算法控制器，實時比對設定值與實際值，動態(tài)調(diào)節(jié)制冷劑流量或加熱功率，控制精度可達±0.5℃。

通過固態(tài)繼電器（SSR）實現(xiàn)制冷/加熱模塊的無縫切換，維持溫度動態(tài)平衡。

?空氣循環(huán)系統(tǒng)?

配備離心式風機和優(yōu)化風道設計，確保箱內(nèi)溫度均勻性≤±2℃5。通過強制對流消除局部溫差，避免試樣暴露于非均勻環(huán)境。

二、工作流程

?制冷循環(huán)?

?絕熱壓縮? → ?等溫放熱? → ?節(jié)流膨脹? → ?蒸發(fā)吸熱?，四階段循環(huán)實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移。

?加熱機制?

電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過風循環(huán)系統(tǒng)快速提升箱內(nèi)溫度，響應時間≤30秒。

?動態(tài)溫控?

傳感器實時采集數(shù)據(jù) → 控制器計算PID參數(shù) → 調(diào)節(jié)電磁閥開度/加熱功率 → 風機消除溫度梯度。

三、關鍵技術指標

指標	典型參數(shù)	技術支撐
溫度范圍	-70℃至+150℃	復疊制冷+分級加熱設計
均勻性	≤±1℃（穩(wěn)態(tài)）	離心風機+風道優(yōu)化
變溫速率	≥10℃/min（交變模式）	預冷/預熱儲溫艙技術

廣皓天高低溫試驗箱通過機械制冷與電加熱的協(xié)同控制，結(jié)合智能算法和精密傳感技術，實現(xiàn)了各種溫度環(huán)境的高效模擬和精確復現(xiàn)。