高低温交变湿热试验箱中使用的制冷有多种,不同的制冷剂它的用途以及应用范围都是有很大区别的。今天,我们就来重点讲解一下市面上主要有哪些制冷剂。
一、低压高温制冷剂
冷凝压力Pk≤2——3kg/cm(绝对),蒸发温度T0>0℃。如R11(氟利昂11,CFCL3,一氟,其T0=23.7℃),R21,R114,其T0=23.7℃。这类制冷剂适用于空调系统的离心式制冷压缩机中。通常30℃时,Pk≤3.06kg/cm.
二、中压温制冷剂
冷凝压力Pk≤20kg/cm(绝对),0℃>T0>-60℃。如R717(氨、NH3)、R12、R22(氟利昂22,CHCLF2,二氟一氯甲烷),R502(一种共沸制冷剂,由R22和R115(五氟一氯乙烷,C2F5CL)组成)等,这类制冷剂一般用于普通单级压缩和双级压缩的活塞式制冷压缩机中。
三、高压低温制冷剂
冷凝压力Pk≥20kg/cm(绝对),T0≤-70℃。如R23(氟利昂23,CHF3),R13(CF3CL)、R14(CF4)、二氧化碳(CO2)、R503、乙烷、乙烯等,这类制冷剂适用于复叠式制冷装置的低温部分或-70℃以下的低温装置中。
一、选择高低温湿热试验箱容积的方法:
将被试产品(元器件、组件、部件或整机)置入气候环境箱进行试验时,为了保证被试产品周围气氛能满足试验规范所规定的环境试验条件,气候箱工作尺寸与被试产品外廓尺寸之间应遵循以下几点规定:
1、被试产品的迎风断面积与该断面上试验箱工作室总面积之比不大于(35~50)%(推荐选用35%)。
2、被试产品的体积(W×D×H)不得超过试验箱有效工作空间的(20~35)%(推荐选用20%)。对于在试验中发热的产品推荐选用不大于10%。
3、被试产品外廓表面距试验箱壁的距离至少保持100~150mm,(推荐选用150mm)。
上述三点规定实际上是相互依存和统一的。以1立方米正方体箱子为例,面积比为1:(0.35~0.5)相当于体积之比为1:(0.207~0.354)。距箱壁100~150mm相当于体积之比为1:(0.343~0.512)。总括上述三点规定,气候环境试验箱的工作腔容积至少应是被试产品外廓体积的3~5倍。作出这种规定的理由有以下几点:被试验件置入箱体后挤占了流畅的通道,通道变窄将导致气流流速的增加。加速气流与被试验件之间的热交换。这与环境条件的再现不符,因为在有关标准中对涉及温度环境试验都规定试验箱内试验样件周围的空气流速不应超过1.7m/s,以防止试验样件和周围气氛产生不符合实际的热传导。在空载时试验箱内平均风速为0.6~0.8m/s,不超过1m/s,满足a)、b)两点要求所规定的空间及面积比时,流场的风速可能增大(50~100)%,平均最高风速为(1~1.7)m/s。满足标准规定的要求。如果在试验中不加限制地加大试验件的体积或迎风断面积,则实际试验时气流风速将增大到超出试验标准所规定的最高风速,其试验结果的有效性将受到怀疑。
二、高低温湿热试验箱控制方式的选择:
温度、湿度试验箱有恒定试验箱、交变试验箱两种情况。普通的高低温试验箱一般指的是恒定高低温试验箱,其控制方式为:设定一个目标温度,试验箱具有自动恒温到目标温度点的能力。恒定温湿度试验箱的控制控制方式也类似,设定一个目标温度、湿度点,试验箱具有自动恒温到目标温度、湿度点的能力。高、低温交变试验箱具有设定一条或者多条高低温变化、循环的程序,试验箱有能力根据预置的曲线完成试验过程,并且可以在最大升温、降温速率能力的范围内,精确控制升温、降温的速率,即可以根据设定的曲线的斜率控制升温、降温速率。同样,高低温交变湿热试验箱也具有预置温度、湿度曲线,并且根据预置进行控制的能力。当然,交变试验箱都具有恒定试验箱的功能,但交变试验箱的制造成本较高,因为交变试验箱需配置有曲线自动记录装置、程序控制仪,还须解决试验箱在工作室内温度较高的情况下开启制冷机等问题,因此,交变试验箱的价格比恒定试验箱的价格一般要高20%以上。因此,我们应当实事求是的以试验方法的需要为出发点,选用恒定试验箱或者是交变试验箱。
三、湿度范围的选择:
国内外环境试验箱给出的湿度指标大都是20~98%RH或30~98%RH,如果湿热试验箱没有除湿系统,则湿度范围为60~98%,这一类试验箱只能做高湿试验,但它的价格低得多。值得注意的是在湿度指标后面应该注明相应的温度范围,或给出最低露点温度。
湿度表示的方法很多,就高低温湿热试验设备而言,通常用相对湿度这一概念描述湿度。相对湿度的定义是指空气中水汽分压力与该温度下水的饱和汽压之比并用百分数表示。由水汽饱和压力性质可知,水汽的饱和压力只是温度的函数,与水汽可处的空气压力无关,人们通过大量的实验和整理寻求到了表示水汽饱和压力与温度之间的关系,其中已被工程和计量大量采用的应当是戈夫格列其公式。它被目前气象部门编制湿度查算表所采用。
高低温交变湿热试验箱为了实现试验条件,不可避免地要对试验箱进行加湿和除湿的操作。
高低温交变湿热试验箱加湿的过程实际上就是提高水汽分压力,最初的加湿方式就是向试验箱壁喷淋水,通过控制水温使水表面饱和压力得到控制。箱壁表面的水形成较大的面,在这个面上向箱内通过扩散的方式向箱内加入水汽压使试验箱中相对湿度升高,这一方法出现在上世纪五十年代。由于当时对湿度的控制主要是用水银电接点式导电表进行简单的开关量调节,对于大滞后的热水箱水温的控制适应性较差,因此控制的过渡过程较长,不能满足交变湿热对加湿量要求较多的需要,更重要地是在对箱壁喷淋的时候,不可避免地有水滴淋在试品上对试品形成不同程度的污染。同时对箱内排水也有一定的要求。这一方法很快就被蒸汽加湿和浅水盘加湿所取代。但是这一方法还是有一些优点。虽然它的控制过渡过程较长,但系统稳定后湿度波动较小,比较适合做恒定湿热试验。另外在加湿过程中水汽不过热不会增加系统中的额外热量。
还有,当控制喷淋水温使之低于试验要求的要点温度时,喷淋水具有除湿作用。