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怎样降低高低温试验箱的能耗
发布日期:2014-06-13      浏览次数:1283

 1、减小送风温差和加大送风量
送风温差和送风量的大小取决于冷负荷(对低温试验箱)或热负荷(对高温试验箱)的大小。以低温箱为例,当低温箱已处于某一低温下的恒温状态时,此时的冷负荷应与送人工作室风的制冷量相等,即
Q=V/3600·ρ·γ·△t(w)
∴V=3600Q/·ρ·γ·△t(m3/h)
式中V送风量(m3/h)
ρ干空气的密度(kg/m3)
γ空气的定压比热(J/kg·℃)
△t送风温差,等于出风口温度减工作室温度(℃)
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
式中Q1箱体围护结构传热产生的冷负荷(w)
Q2观察窗、穿线孔等局部传热的冷负荷(w)
Q3风机转动由机械能转为热能的冷负荷(w)
Q4照明灯发热而产生的冷负荷(w)
Q5发热试品,由于工作时发热而产生的冷负荷(w)
Q6其它冷负荷(w)
Q总的冷负荷(w)

在一定的恒温状态下,ρ、γ为常数,送风量与送风温差成反比,为了提高箱内温度均匀性和减小温度波动,就需减小At,从而增加送风量v。但是,△t过小则v会太大,从而增加运行费。或使箱内的风速过高,不符合试验方法标准的要求。一般送风温差可取△t=1~3℃为宜。
对于高温试验箱,道理是一样的。公式(1)仍适用,只是冷负荷改为热负荷,而热负荷所包含的内容有所变化而已。
2、提高试验箱结构设计的合理性、完善性。尽量作到结构对称,如左右、上、下风道;如用两台风机,应采用一台左旋一台右旋,使出风均匀。如有必要,可在出风口安装调风板,调节风向,使箱内温度均匀;注意箱体的密封性,防止局部漏气,选择优良性能的保温隔热材料,足够的保温层厚度以减少热损失;箱体内胆与外壳之间的连接件应有热隔离措施以减少局部漏热。从公式(1)可以看到减小冷负荷(或热负荷)Q就可以减小送风量,或减小送风温差。
3、在试验方法标准允许条件下提高风速,以增强空气在箱内的流动,消除死区,从而使箱内的温度较为均匀。对某些要求风量大而风速小的试验箱,如冰箱试验室,可采用箱顶孔板送风,从而达到风速小,风量大室内温度均匀的目的。
4、在使用高低温试验箱时要特别注意试品的体积、重量,以及在试验箱工作空间的摆放位置,有关标准规定试品总体积小于工作室的1/5,以留出足够的通风空间,试品的总重量为50~80kg/m3,在各迎风面上试品的面积小于谅迎风截面积的1/3,以利于风的流动。这些规定对于箱内温度均匀,温度偏差不超过标准要求起到很好的作用。
5、提高高低温试验箱的控制精度,减小温度波动度,从而可减小温度偏差。对于高温试验箱,对加热功率进行P1D连续调节可以减小温度波动。对于低温试验箱,为了减小温度波动,通常采用热平衡方法控温,即达到设定温度后,制冷机仍常开,而用受控的加热功率来平衡多余的制冷量。为了避免过大的冷热冲击,浪费太多能源,常采用调节制冷量的措施,减小恒温时的制冷量,从而所需平衡的加热量就会减少,这样就节省了能量,又提高了控制精度。
温度传感器的位置对控制精度有较大影响。为了使其感温反应灵敏,一般将传感器置于出风口附近,从而可提高控制精度,减小温度波动度,zui终减小温度偏差。
6、调整温度场中值,可以减小温度偏差:温度上偏差和温度下偏差常常是不相等的,如果此时温度上偏差或下偏差超过允许偏差,但上、下偏差之差的二分之一仍小于允许偏差时,则可对设备的温度场进行适当调整,从而使调整后的温度偏差小于允许偏差。
CB/T5170.2—1996《电工电于产品环境试验设备基本参数检定方法、温度试验设备》8.2.1.1中有“在检定过程中,如果发现设备工作空间温度上偏差或下偏差超出允许偏差值时,应检查温度场中值是否偏离标称值,若偏离标称值应对设备温度场进行调整”,调整值按下式:
△Ta=Tm-TN(2)
Tm=(Tmax+Tmin)/2(3)
式中△Ta温度场调整值,℃;
Tm温度场中值,℃;
TN标称温度值,℃;
Tmax各测试点在30min(或24h)内的实测zui高温度值,℃;
Tmin各测试点在30min(或24h)内的实测zui低温度值,℃。
但以上调整,必须在上、下偏差之差的二分之一小于允许偏差,即
(△Tmax△Tmin)/2<1△T1(4)
由△Tmax=△Tmax-Tn,△Tmin=△Tmin-Tn代人上式
得:(Tmax-TN)-(Tmin-TN)/2=(Tmax-Tmin)/2<1△T1(5)
式中1△T1允许偏差;℃;
△Tmax温度上偏差,℃;
△Tmin温度下偏差;℃。
zui后得出必须zui高温度与zui低温度之差的一半小于允许偏差,调整温场才有意义,调整后的偏差才会小于允许偏差。
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