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恒溫恒濕試驗箱不制冷的原因分析
日期：2025-09-18 15:22
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摘要：
恒溫恒濕試驗箱制冷系統(tǒng)出故障或不制冷了，我們對其故障原因分析的時候可以采用先易后難，先外后里，先電氣后制冷的思路來對恒溫恒濕試驗箱進(jìn)行分析和判斷，首先要熟悉和了解恒溫恒濕試驗箱的原理和工作過程，這是分析故障和判斷故障的基礎(chǔ)。
先從原因方面分析，一般來說，造成這種情況的主要原因在于恒溫恒濕試驗箱獲取低溫而采用兩級壓縮復(fù)疊制冷循環(huán)，為什么會出現(xiàn)這種原因，下面對其進(jìn)行逐步的分析：
（1）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(jī)的*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(jī)排氣溫度的升高,潤滑油變稀,使?jié)櫥瑮l件變壞,嚴(yán)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(jī)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(yuǎn),壓縮機(jī)功耗增加,制冷系數(shù)下降,經(jīng)濟(jì)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(jī)難以吸氣,或者使外界的空氣進(jìn)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(dá)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,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質(zhì)量流量減少,制冷量大大下降.為了獲得所需制冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機(jī)體積過于龐大.
（2） 制冷劑熱物理特性的限制。
現(xiàn)在恒溫恒濕箱中單級制冷循環(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(qiáng)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(jī)的蒸發(fā)壓力，可以將R404A制冷劑的*低蒸發(fā)溫度降低到-50℃；所以要獲取-50℃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)，制取-50℃～-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℃。
（3） 壓縮機(jī)線圈散熱的限制
單級壓縮機(jī)工作時，在做-35℃左右，因為壓縮機(jī)的線圈是旋空在壓縮機(jī)中間的，這就產(chǎn)生一個問題，-35℃時，壓縮機(jī)的低壓是為負(fù)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，這樣就壓縮機(jī)表面是十分涼，可是實際上內(nèi)部，他的溫度是很高的，（因為真空是*好的隔熱介質(zhì)）。
找到原因后開始對其進(jìn)行分析，找到解決的辦法。
分析一：
1.由于是溫度保持不住，觀察制冷壓縮機(jī)在恒溫恒濕試驗箱運(yùn)行過程中是否能夠啟動，壓縮機(jī)在環(huán)境試驗設(shè)備運(yùn)行過程中都能夠啟動，說明從主電源到各壓縮機(jī)的電器線路正常，電器系統(tǒng)方面也沒有問題。
2.電氣系統(tǒng)沒有問題，繼續(xù)檢查制冷系統(tǒng)。首先檢查兩組制冷機(jī)組的低溫（R23）級壓縮機(jī)的排氣和吸氣壓力都較正常值偏低，而且吸氣壓力呈抽空狀態(tài)，說明主制冷機(jī)組的制冷劑量不足。
3.用手摸主機(jī)組R23壓縮機(jī)的排氣和吸氣管路，發(fā)現(xiàn)排氣管路的溫度不高，吸氣管路的溫度也不低（未結(jié)霜），這也說明了主機(jī)組的R23制冷劑缺乏。
分析二：
1.未確定故障原因，結(jié)合恒溫恒濕試驗箱的控制過程進(jìn)一步確認(rèn)故障原因，恒溫恒濕試驗箱擁有兩套制冷機(jī)組。
2.一為主機(jī)組，另一為輔助機(jī)組，在降溫速率較大時，兩組機(jī)組同時工作，在溫度保持階段初期，兩組機(jī)組依然同時工作。待溫度初步穩(wěn)定下來，輔助機(jī)組停止工作，由主機(jī)組來維持溫度的穩(wěn)定。如果主機(jī)組R23泄露，會使主機(jī)組的制冷效果不大，由于降溫過程中，兩機(jī)組同時工作，故沒有溫度穩(wěn)定不住的現(xiàn)象，而指示降溫速率降低。在溫度保持階段，一旦輔助機(jī)組停止工作，主機(jī)組又無制冷作用，恒溫恒濕試驗箱內(nèi)的空氣就會緩慢上升，當(dāng)溫度上升到一定程度，控制系統(tǒng)就會啟動輔助機(jī)組來降溫，將溫度下降至設(shè)定值（-55℃）附近，然后輔助機(jī)組又停止工作，至此，已確認(rèn)生產(chǎn)故障的原因是主機(jī)組的低溫（R23）級機(jī)組的制冷劑R23泄漏。對制冷系統(tǒng)進(jìn)行查漏，用檢漏儀和肥皂水相結(jié)合的方法檢查，發(fā)現(xiàn)一熱氣旁通電磁閥的閥桿裂了約1cm的細(xì)縫。更換此電磁閥，對系統(tǒng)重新充氟，系統(tǒng)運(yùn)行正常。
先從原因方面分析，一般來說，造成這種情況的主要原因在于恒溫恒濕試驗箱獲取低溫而采用兩級壓縮復(fù)疊制冷循環(huán)，為什么會出現(xiàn)這種原因，下面對其進(jìn)行逐步的分析：
（1）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(jī)的*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(jī)排氣溫度的升高,潤滑油變稀,使?jié)櫥瑮l件變壞,嚴(yán)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(jī)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(yuǎn),壓縮機(jī)功耗增加,制冷系數(shù)下降,經(jīng)濟(jì)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(jī)難以吸氣,或者使外界的空氣進(jìn)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(dá)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,制冷劑的比體積增大,制冷劑的質(zhì)量流量減少,制冷量大大下降.為了獲得所需制冷量,必須增大吸氣容積,使壓縮機(jī)體積過于龐大.
（2） 制冷劑熱物理特性的限制。
現(xiàn)在恒溫恒濕箱中單級制冷循環(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(qiáng)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(jī)的蒸發(fā)壓力，可以將R404A制冷劑的*低蒸發(fā)溫度降低到-50℃；所以要獲取-50℃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)，制取-50℃～-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℃。
（3） 壓縮機(jī)線圈散熱的限制
單級壓縮機(jī)工作時，在做-35℃左右，因為壓縮機(jī)的線圈是旋空在壓縮機(jī)中間的，這就產(chǎn)生一個問題，-35℃時，壓縮機(jī)的低壓是為負(fù)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，這樣就壓縮機(jī)表面是十分涼，可是實際上內(nèi)部，他的溫度是很高的，（因為真空是*好的隔熱介質(zhì)）。
找到原因后開始對其進(jìn)行分析，找到解決的辦法。
分析一：
1.由于是溫度保持不住，觀察制冷壓縮機(jī)在恒溫恒濕試驗箱運(yùn)行過程中是否能夠啟動，壓縮機(jī)在環(huán)境試驗設(shè)備運(yùn)行過程中都能夠啟動，說明從主電源到各壓縮機(jī)的電器線路正常，電器系統(tǒng)方面也沒有問題。
2.電氣系統(tǒng)沒有問題，繼續(xù)檢查制冷系統(tǒng)。首先檢查兩組制冷機(jī)組的低溫（R23）級壓縮機(jī)的排氣和吸氣壓力都較正常值偏低，而且吸氣壓力呈抽空狀態(tài)，說明主制冷機(jī)組的制冷劑量不足。
3.用手摸主機(jī)組R23壓縮機(jī)的排氣和吸氣管路，發(fā)現(xiàn)排氣管路的溫度不高，吸氣管路的溫度也不低（未結(jié)霜），這也說明了主機(jī)組的R23制冷劑缺乏。
分析二：
1.未確定故障原因，結(jié)合恒溫恒濕試驗箱的控制過程進(jìn)一步確認(rèn)故障原因，恒溫恒濕試驗箱擁有兩套制冷機(jī)組。
2.一為主機(jī)組，另一為輔助機(jī)組，在降溫速率較大時，兩組機(jī)組同時工作，在溫度保持階段初期，兩組機(jī)組依然同時工作。待溫度初步穩(wěn)定下來，輔助機(jī)組停止工作，由主機(jī)組來維持溫度的穩(wěn)定。如果主機(jī)組R23泄露，會使主機(jī)組的制冷效果不大，由于降溫過程中，兩機(jī)組同時工作，故沒有溫度穩(wěn)定不住的現(xiàn)象，而指示降溫速率降低。在溫度保持階段，一旦輔助機(jī)組停止工作，主機(jī)組又無制冷作用，恒溫恒濕試驗箱內(nèi)的空氣就會緩慢上升，當(dāng)溫度上升到一定程度，控制系統(tǒng)就會啟動輔助機(jī)組來降溫，將溫度下降至設(shè)定值（-55℃）附近，然后輔助機(jī)組又停止工作，至此，已確認(rèn)生產(chǎn)故障的原因是主機(jī)組的低溫（R23）級機(jī)組的制冷劑R23泄漏。對制冷系統(tǒng)進(jìn)行查漏，用檢漏儀和肥皂水相結(jié)合的方法檢查，發(fā)現(xiàn)一熱氣旁通電磁閥的閥桿裂了約1cm的細(xì)縫。更換此電磁閥，對系統(tǒng)重新充氟，系統(tǒng)運(yùn)行正常。
