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恒温恒湿试验箱不制冷的原因分析

恒温恒湿试验箱制冷系统出故障或不制冷了,我们对其故障原因分析的时候可以采用先易后难,先外后里,先电气后制冷的思路来对恒温恒湿试验箱进行分析和判断,首先要熟悉和了解恒温恒湿试验箱的原理和工作过程,这是分析故障和判断故障的基础。
先从原因方面分析,一般来说,造成这种情况的主要原因在于恒温恒湿试验箱获取低温而采用两级压缩复叠制冷循环,为什么会出现这种原因,下面对其进行逐步的分析:
(1)单级压缩蒸气制冷循环压比的限制
单级蒸气压缩式制冷机的蕞低蒸发温度,主要取决于它的冷凝压力及压缩比。制冷剂的冷凝压力由制冷剂的类别和环境介质(如空气或水)的温度决定,在通常情况下,它处于0.7~1.8Mpa范围内.压缩比与冷凝压力和蒸发压力有关。当冷凝压力一定时,随着蒸发温度的降低,蒸发压力也相应下降,因而使压缩比上升,它将引起压缩机排气温度的升高,润滑油变稀,使润滑条件变坏,严重时甚至会出现结炭和拉缸现象;另一方面,压缩比的增大将导致压缩机的输气系数降低,制冷量减少,实际压缩过程偏离等熵过程越远,压缩机功耗增加,制冷系数下降,经济性降低.将出现以下一些影响.
a.任何制冷剂,蒸发温度越低,则蒸发压力也就越低.过低的蒸发压力,有时可能造成压缩机难以吸气,或者使外界的空气进入制冷系统.
b.当蒸发温度过低时,某些常用制冷剂已达凝固温度,无法实现制冷剂的流动,循环.
c.蒸发压力降低,制冷剂的比体积增大,制冷剂的质量流量减少,制冷量大大下降.为了获得所需制冷量,必须增大吸气容积,使压缩机体积过于庞大.
(2) 制冷剂热物理特性的限制。
现在恒温恒湿箱中单级制冷循环基本上采用的中温制冷剂是R404A,在一个大气压下其蒸发温度是-46.5℃(R22/-40.7℃),但空气冷却式冷凝器传热温差通常取10℃左右(在强制送风散热循环下,蒸发器和内箱的温差),就是说箱内只能制取-36.5℃的低温,当然,通过调低压缩机的蒸发压力,可以将R404A制冷剂的蕞低蒸发温度降低到-50℃;所以要获取-50℃及以下的低温时必须采用中温制冷剂与低温制冷剂复叠式的制冷循环,制取-50℃~-80℃的低温,低温制冷剂一般选用R23它在一个大气压下的蒸发温度是-81.7℃。
(3) 压缩机线圈散热的限制
单级压缩机工作时,在做-35℃左右,因为压缩机的线圈是旋空在压缩机中间的,这就产生一个问题,-35℃时,压缩机的低压是为负数值,也就是产生了一个真空度,这样线圈的顶端热量就没有办法散去,这样就压缩机表面是十分凉,可是实际上内部,他的温度是很高的,(因为真空是蕞好的隔热介质)。
找到原因后开始对其进行分析,找到解决的办法。
分析一:
1.由于是温度保持不住,观察制冷压缩机在恒温恒湿试验箱运行过程中是否能够启动,压缩机在环境试验设备运行过程中都能够启动,说明从主电源到各压缩机的电器线路正常,电器系统方面也没有问题。
2.电气系统没有问题,继续检查制冷系统。首先检查两组制冷机组的低温(R23)级压缩机的排气和吸气压力都较正常值偏低,而且吸气压力呈抽空状态,说明主制冷机组的制冷剂量不足。
3.用手摸主机组R23压缩机的排气和吸气管路,发现排气管路的温度不高,吸气管路的温度也不低(未结霜),这也说明了主机组的R23制冷剂缺乏。
分析二:
1.未确定故障原因,结合恒温恒湿试验箱的控制过程进一步确认故障原因,恒温恒湿试验箱拥有两套制冷机组。
2.一为主机组,另一为辅助机组,在降温速率较大时,两组机组同时工作,在温度保持阶段初期,两组机组依然同时工作。待温度初步稳定下来,辅助机组停止工作,由主机组来维持温度的稳定。如果主机组R23泄露,会使主机组的制冷效果不大,由于降温过程中,两机组同时工作,故没有温度稳定不住的现象,而指示降温速率降低。在温度保持阶段,一旦辅助机组停止工作,主机组又无制冷作用,恒温恒湿试验箱内的空气就会缓慢上升,当温度上升到一定程度,控制系统就会启动辅助机组来降温,将温度下降至设定值(-55℃)附近,然后辅助机组又停止工作,至此,已确认生产故障的原因是主机组的低温(R23)级机组的制冷剂R23泄漏。对制冷系统进行查漏,用检漏仪和肥皂水相结合的方法检查,发现一热气旁通电磁阀的阀杆裂了约1cm的细缝。更换此电磁阀,对系统重新充氟,系统运行正常。
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