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快速温度变化湿热试验箱的制冷系统主要基于蒸汽压缩式制冷原理,通过压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器四大部件协同工作,实现热量的转移和箱内温度的降低,具体过程如下:
1. 压缩过程:压缩机是制冷系统的核心部件,它吸入来自蒸发器的低温低压制冷剂气体,通过电机驱动对其进行压缩,使其转变为高温高压的气体。在这个过程中,制冷剂的压强增大、体积减小,温度随之升高,遵循理想气体状态方程(PV=nRT)。
2. 冷凝过程:高温高压的制冷剂气体被排入冷凝器。在冷凝器中,制冷剂气体与外界环境进行热交换,将热量传递给冷凝器周围的空气或者冷却介质,自身逐渐冷却凝结为高压液体。这一过程利用了热传递原理,热量从高温的制冷剂气体传递到低温的外界环境,使制冷剂完成从气态到液态的转变,为后续的节流降压做准备。
3. 节流过程:经过冷凝器后的高压液态制冷剂,会流经节流装置,如毛细管或膨胀阀等。节流装置的作用是对制冷剂进行节流降压,使其压力和温度急剧下降,变成低温低压的气液混合态制冷剂。这是基于流体在通过狭窄通道时,由于流速变化和压力损失而产生的节流效应,让制冷剂能以合适的状态进入蒸发器。
4. 蒸发过程:低温低压的气液混合态制冷剂进入蒸发器后,在蒸发器内发生汽化现象。蒸发器内的制冷剂与试验箱内的空气进行热交换,吸收空气的热量,使得试验箱内的温度降低。根据汽化吸热的原理,制冷剂由液态转变为气态,而试验箱内的空气温度随之下降,达到制冷的效果。此后,低温低压的制冷剂气体又被压缩机吸入,开始新的制冷循环。
为了精准地控制试验箱内的温度,使其稳定在设定值附近,试验箱配备了由温度传感器、控制器和执行器(如压缩机、加热元件等)组成的温度控制系统。温度传感器实时监测箱内的实际温度,并将温度信号转换为电信号反馈给控制器。控制器依据设定的温度值与实际反馈的温度值进行对比分析,运用 PID(比例 - 积分 - 微分)控制算法或者其他智能控制算法,计算出需要调节的控制量,然后向压缩机或加热元件等执行器发出相应的指令,决定是启动制冷、加热还是维持当前状态,以此来精确调节和稳定箱内的温度,确保温度波动在允许的误差范围内,满足试验要求。