高低溫箱的制冷系統結構與工作原理解讀

更新時間：2025-09-12

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高低溫箱的制冷系統是實現低溫環境模擬的核心，其結構設計與工作流程直接決定設備降溫效率、溫度控制精度及運行穩定性。該系統主要由四大核心部件構成，各部件協同運作完成 “壓縮 - 冷凝 - 節流 - 蒸發" 的制冷循環。

一、核心結構組成

（一）壓縮機

作為制冷系統的 “動力源"，通常采用全封閉渦旋式壓縮機。它能將低溫低壓的氣態制冷劑（如 R404A、R134a）壓縮為高溫高壓氣體，為制冷循環提供動力。壓縮機內置過熱保護裝置，當排氣溫度超過 120℃或電流異常時，會自動停機，避免部件損壞。

（二）冷凝器

冷凝器分為風冷式和水冷式兩種，主要功能是給高溫高壓的制冷劑降溫。風冷式冷凝器通過風扇強制吹風，將制冷劑熱量散發到空氣中；水冷式則借助循環冷卻水帶走熱量，使制冷劑從氣態冷凝為中溫高壓的液態。冷凝器表面需定期清理灰塵或水垢，防止散熱效率下降。

（三）節流裝置

常見的有毛細管和電子膨脹閥，其作用是讓中溫高壓的液態制冷劑降壓節流，變為低溫低壓的氣液混合物。電子膨脹閥可通過控制器精準調節制冷劑流量，適應不同降溫需求，相比毛細管控制精度更高，能減少溫度波動。

（四）蒸發器

位于高低溫箱內膽外側，低溫低壓的制冷劑在蒸發器內吸收箱內熱量，實現箱內降溫。蒸發器采用翅片式結構，增大換熱面積，同時配備風機使箱內空氣強制對流，保證溫度均勻。

二、工作原理流程

制冷循環啟動后，壓縮機先將制冷劑壓縮成高溫高壓氣體，送入冷凝器；經冷凝器散熱后，制冷劑變為中溫高壓液體；隨后液體進入節流裝置，降壓后變成低溫低壓氣液混合物，流入蒸發器；在蒸發器內，制冷劑吸收箱內熱量蒸發為氣態，同時箱內溫度降低；最后氣態制冷劑重新回到壓縮機，完成一次循環，如此反復實現持續降溫。

在實際運行中，制冷系統需與加熱系統、溫度控制系統聯動，通過傳感器實時監測箱內溫度，自動調節制冷量或加熱量，確保溫度穩定在設定范圍，滿足不同環境試驗需求。