制冷系統(tǒng)是恒溫恒濕試驗箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說，試驗箱的制冷方式都是機械制冷以及輔助液氮制冷：機械制冷采用蒸汽壓縮式制冷。它們主要由壓縮機、冷凝器、節(jié)流機構(gòu)和蒸發(fā)器組成。 低溫水槽由于我們試驗的溫度低溫要達到-55℃，單級制冷難以滿足滿足要求，因此試驗箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。我司生產(chǎn)的恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)由兩部分組成。分別稱為高溫部分和低溫部分，每一部分是一個相對獨立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象（試驗箱內(nèi)的空氣）吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器起來，它既是高溫部分的冷凝器，也是低溫部分的冷凝器.STH系列試驗箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑，低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑，箱內(nèi)溫度能達到-70-150℃。

1.制冷劑熱物理特性的限制。

現(xiàn)在恒溫恒濕試驗箱中單級制冷循環(huán)基本上采用的中溫制冷劑是R404A，在一個大氣壓下其蒸發(fā)溫度是-46.5℃（R22/-40.7℃）。但空氣冷卻式冷凝器傳熱溫差通常取10℃左右（在強制送風(fēng)散熱循環(huán)下，蒸發(fā)器和內(nèi)箱的溫差），就是說箱內(nèi)只能制取-36.5℃的低溫。當(dāng)然，通過調(diào)低壓縮機的蒸發(fā)壓力，可以將R404A制冷劑的zui低蒸發(fā)溫度降低到-50℃。所以要獲?。?0℃及以下的低溫時必須采用中溫制冷劑與低溫制冷劑復(fù)疊式的制冷循環(huán)。制?。?0℃～－80℃的低溫，低溫制冷劑一般選用R23它在一個大氣壓下的蒸發(fā)溫度是-81.7℃。

2.單級壓縮蒸氣制冷循環(huán)壓比的限制

單級蒸氣壓縮式制冷機的zui低蒸發(fā)溫度，主要取決于它的冷凝壓力及壓縮比。制冷劑的冷凝壓力由制冷劑的類別和環(huán)境介質(zhì)（如空氣或水）的溫度決定。在通常情況下，它處于0.7~1.8Mpa范圍內(nèi)，壓縮比與冷凝壓力和蒸發(fā)壓力有關(guān)。當(dāng)冷凝壓力一定時，隨著蒸發(fā)溫度的降低，蒸發(fā)壓力也相應(yīng)下降，因而使壓縮比上升。它將引起壓縮機排氣溫度的升高、潤滑油變稀、使?jié)櫥瑮l件變壞、嚴重時甚至?xí)霈F(xiàn)結(jié)炭和拉缸現(xiàn)象。另一方面，壓縮比的增大將導(dǎo)致壓縮機的輸氣系數(shù)降低、制冷量減少、實際壓縮過程偏離等熵過程越遠、壓縮機功耗增加、制冷系數(shù)下降、經(jīng)濟性降低，將出現(xiàn)以下一些影響。

a.任何制冷劑蒸發(fā)溫度越低，則蒸發(fā)壓力也就越低。過低的蒸發(fā)壓力，有時可能造成壓縮機難以吸氣，或者使外界的空氣進入制冷系統(tǒng)。

b.當(dāng)蒸發(fā)溫度過低時，某些常用制冷劑已達凝固溫度，無法實現(xiàn)制冷劑的流動、循環(huán)。

c.蒸發(fā)壓力降低，制冷劑的制冷量大大下降、體積增大、質(zhì)量流量也會減少。為了獲得所需制冷量，必須增大吸氣容積，使壓縮機體積過于龐大。

3.壓縮機線圈散熱的限制

單級壓縮機工作時，在做-35℃左右。因為壓縮機的線圈是旋空在壓縮機中間的，這就產(chǎn)生一個問題：-35℃時，壓縮機的低壓是為負數(shù)值，也就是產(chǎn)生了一個真空度，這樣線圈的頂端熱量就沒有辦法散去，這樣就會使壓縮機表面是十分涼，可是實際上內(nèi)部過高！（因為真空是zui好的隔熱介質(zhì)）

由上可見：恒溫恒濕試驗箱針對-40℃機型可以采用單級制冷循環(huán)，也可以采用復(fù)疊式制冷循環(huán)系統(tǒng)。但單級制冷循環(huán)是靠調(diào)小壓縮機的膨脹閥開啟度，減小制冷劑流量限流來調(diào)低蒸發(fā)壓力（約0.7個大氣壓），從而獲得更低的蒸發(fā)溫度。這樣的設(shè)計是以犧牲系統(tǒng)的制冷量來達到的（制冷量約只有標準的0.7～0.8），導(dǎo)致制冷效率低并加大了壓縮機的負載，而且易引起壓縮機線圈過熱影響了壓縮機的壽命。