大型高低温循环箱工作原理

【资料简介】

大型高低温循环箱工作原理

 

大型高低温循环箱的工作原理基于热力学循环和控制技术，通过制冷、制热系统的协同运作实现温度快速变化和调控。其核心原理可分为以下三个部分：

一、核心系统组成

‌制冷系统‌

采用‌逆卡诺循环‌原理，由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器构成闭环系统。

制冷剂在压缩机内被绝热压缩为高温高压气体（压力达15-20MPa），随后在冷凝器中通过风冷/水冷散热液化，完成等温放热。液态制冷剂经节流阀降压后温度骤降（可达-70℃以下），在蒸发器中吸热气化，实现箱内降温。

对于‌超低温需求‌（如-70℃以下），采用复叠制冷技术，通过R404A+R23双制冷剂组合或双压缩机协同工作提升制冷效率。

‌加热系统‌

通过镍铬合金电热丝或电热管通电发热，结合风机强制对流将热量均匀扩散至箱内。

采用‌分级功率控制‌：基础加热模式维持温度稳定，全功率模式实现>3℃/min的快速升温。

‌温度控制系统‌

集成高精度PT100铂电阻传感器和PID算法控制器，实时比对设定值与实际值，动态调节制冷剂流量或加热功率，控制精度可达±0.5℃。

通过固态继电器（SSR）实现制冷/加热模块的无缝切换，维持温度动态平衡。

‌空气循环系统‌

配备离心式风机和优化风道设计，确保箱内温度均匀性≤±2℃5。通过强制对流消除局部温差，避免试样暴露于非均匀环境。

二、工作流程

‌制冷循环‌

‌绝热压缩‌ → ‌等温放热‌ → ‌节流膨胀‌ → ‌蒸发吸热‌，四阶段循环实现热量转移。

‌加热机制‌

电能转化为热能，通过风循环系统快速提升箱内温度，响应时间≤30秒。

‌动态温控‌

传感器实时采集数据 → 控制器计算PID参数 → 调节电磁阀开度/加热功率 → 风机消除温度梯度。

三、关键技术指标

指标	典型参数	技术支撑
温度范围	-70℃至+150℃	复叠制冷+分级加热设计
均匀性	≤±1℃（稳态）	离心风机+风道优化
变温速率	≥10℃/min（交变模式）	预冷/预热储温舱技术

广皓天高低温试验箱通过机械制冷与电加热的协同控制，结合智能算法和精密传感技术，实现了各种温度环境的高效模拟和精确复现。