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高低温试验箱基础知识之低能耗结构设计

作者: salmon范 编辑: 瑞凯仪器 来源: xh-studios.com 发布日期: 2019.08.21

前言

网盟彩票     当前,节能环保和生态文明建设日益受到国家和社会的重视,各行各业纷纷响应中央号召,逐步从过去的高耗能、高污染的粗犷发展方式转向节约、低碳、环保型社会发展方式。

    高低温试验箱网盟彩票作为环境适应性的主要测试设.备,已经成为实验室、科研院所、生产企业的常规配置设备,具有适用面广、拥有量大、能耗高及工作时间长等特点。但目前国内对高耗能高低温试验箱的能耗测试、能效评价尚无相关研究。通过对其能耗测试方法的研究,提出了降低能耗方法,为提高高低温试验箱的能效提供了基础。

高低温试验箱基础知识之低能耗结构设计

    1、技术背景

    1.1 试验方法

    高低温试验箱主要按照具体的试验方法进行工作,涉及温度试验方法的国家标准主要有:GB/T 2421.1-2008《电工电子产品环境试验概述和指南》、GB/T 2421.2-2008《电工电子产品环境试验规范编制者用信息试验概要》、GB/T 2423.1-2008《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温》、GB/T 2423.2-2008《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B :高温》、GJB 150.1A-2009《军用装备实验室环境试验方法第1部分:通用要求》、GJB150.3A-2009《军用装备实验室环境试验方法第3部分:高温试验》、GJB 150.4A-2009《军用装备实验室环境试验方法第4部分:低温试验》。
    通过上述标准规定的试验方法的简要总结,试验箱实际工作状况为恒温状态和变温状态。其中恒温状态包括高温恒温、低温恒温、常温恒温状态;变温状态包括升温与降温状态。

    1.2 特征温度选择

    为使上述各阶段试验能够有效开展,需设置高温、低温、常温恒温状态特征点以及升温、降温状态的起止特征温度。
    通过对GB/T 2421.1-2008《电工电子产品环境试验概述和指南》标准中高、低温试验的各严酷等级的参照,(见表1)
    以及GB/T10592-2008《高低温试验箱技术条:件》中,针对高低温试验箱性能规定值: 30℃、40℃、55℃、 70℃、 85℃、 100C、 125℃、 155℃、175℃、 200%C和+5℃、 -5℃、 -10℃、 -25℃、 -40℃、-55C、 -65℃中所列温度。
    综合上述两者的指标参数,以及依照GB/T2421.2标准中所推荐环境试验等级以及设备工作状态特点,高温状态,温度选择125℃的严酷等级作为特征温度进行试验;低温状态由于制冷系统不同低温极限结构差异较大,因此-40℃极限温度设备选择25℃的严酷等级作为特征温度进行试验、在-80℃极限温度设备选择55%C的严酷等级进行特征温度试验;常温状态选择25℃室温作为特征温度。对于升温、降温状态,为使试验简单易行并合理利用能源,以常温状态作为起点,高、低温恒温特征值作为截止特征温度进行试验。

    1.3 工作状态特点

    试验箱能耗主要取决于制热系统与制冷系统,另外,试验箱结构设计、箱体保温性能及密封状况也会直接影响试验箱的能耗。

    1.3.1 制热系统

    制热系统,结构较为简单。通常采用电热丝加热方式,为达到快速的升温速率和高温度, 一般采用增加电热丝数量方式解决。常规高低温试验箱高温极限为200℃至300C不等。
    由于试验箱制热系统工作机理较为简单,设备能耗与加热功率多呈线性关系,因此无需设置较高温度即可对比出不同设备间高温能效性能。

    1.3.2 制冷系统

    制冷系统,工作原理是采用逆卡诺循环。工作范围通常分为-40C极限温度与-80℃极限温度两种。主要差别在所采取的制冷循环不同, -40℃循环所采用单级压缩蒸气制冷循环,制冷剂采用中温制冷剂: R22或R404A ,在一个大气压下其蒸发温度是-40.7%℃、-46.5%℃ ,所以要获取- 40℃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- 40℃~ - 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%℃。
    复叠式制冷循环是由两个单独的制冷循环组成,在其高、低温部分分别使用中、低温制冷剂。高温部分中制冷剂的蒸发用来使低温部分中的制冷剂冷凝,低温部分制冷剂蒸发输出冷量,用一个蒸发冷凝器将这两部分联系起来,它既是高温部分的蒸发器,又是低温部分的冷凝器。该方法由于蒸发冷凝器部分相互作用,相较于两个独立的制冷系统,可以减少能耗。

    1.3.3 结构设计、箱体保温及密封状况

    高低温试验箱的结构形状各式各样,对于不同试验箱虽然工作室容积相同,但表面积差异较大,根据传热方程Q=hAo T,可知散热量Q与散热面积A成正比,因此箱体结构形状设计对试验箱能耗也会造成较大影响。
    试验箱的保温结构与密封在高、低温恒温状态影响明显。由于恒温状态停留时间较长,与外界温差较大,根据传热方程,热交换造成的影响明显。若保温性能差,将多次启动压缩机进行再平衡,对设备能耗造成较大不利影响。
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本文标签: 高低温试验箱

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