恒温恒湿试验箱的制冷系统结构与工作原理详解

更新时间：2025-11-06

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制冷系统是恒温恒湿试验箱实现低温环境模拟的核心，其性能直接决定设备降温速率、控温精度及运行稳定性。该系统采用蒸汽压缩式制冷循环，主要由四大核心部件及辅助组件构成，工作过程围绕 “制冷剂相变吸热" 原理展开，具体结构与原理如下：

一、核心结构组成

压缩机：作为制冷动力源，多采用全封闭涡旋式压缩机，通过电机驱动涡旋盘旋转，将低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体，为循环提供动力，其功率需根据试验箱容积及降温需求匹配，常见规格为 1.5-5HP。

冷凝器：分为风冷式与水冷式，风冷式通过风扇强制散热，将压缩机排出的高温高压气体冷却为中温高压液态；水冷式借助循环水换热，散热效率更高，适用于高功率设备。冷凝器需定期清洁散热片，避免灰尘堆积影响换热。

膨胀阀：属节流降压部件，将中温高压液态制冷剂雾化成低温低压雾状，为后续吸热做准备，其开度可根据箱内温度自动调节，确保制冷量与降温需求匹配，常见类型为热力膨胀阀与电子膨胀阀。

蒸发器：安装于试验箱风道内，低温低压雾状制冷剂在蒸发器内蒸发，吸收箱内空气热量，实现降温，蒸发后的制冷剂变为气态，重新进入压缩机循环，蒸发器表面需定期除霜，防止结霜影响换热效率。

此外，系统还包含干燥过滤器（过滤杂质与水分）、高低压保护器（防止系统压力异常）等辅助组件，保障运行安全。

二、工作原理流程

制冷循环分为四个阶段：首先，压缩机吸入蒸发器排出的低温低压气态制冷剂，压缩后变为 80-100℃、1.5-2.0MPa 的高温高压气体；随后，高温高压气体进入冷凝器，通过风冷或水冷散热，降温至 40-50℃，冷凝为中温高压液态制冷剂；接着，液态制冷剂经膨胀阀节流降压，变为 - 5-0℃、0.3-0.5MPa 的低温低压雾状；最后，雾状制冷剂进入蒸发器，吸收箱内空气热量蒸发，使箱内温度降低，蒸发后的气态制冷剂重新回到压缩机，完成循环。整个过程持续运行，直至箱内温度达到设定值，压缩机根据温控信号启停，维持温度稳定。

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