高低温试验箱复叠式压缩制冷循环原理

高低温冲击试验箱、高低温试验箱需要做低于-40°的温度时，制冷系统需要采用复叠式制冷，常用的复叠式制冷机一般由两部分组成，分别称为高温部分和低温部分。高温部分使用中温制冷剂（R404A），低温部分使用低温制冷剂（R23），各自组成一个独立的使用单一制冷剂的制冷系统（可以是单级压缩、也可以是两级压缩），其中高温部分制冷系统中制冷剂的蒸发用来使低温部分系统中的制冷剂冷凝。高温部分和低温部分是通过一个冷凝蒸发器起来。它既是低温部分的冷凝器，也是高温部分的蒸发器。这样，低温部分的制冷剂在蒸发器内向被冷却对象吸收热量（即制冷量），并将此热量传给高温部分的制冷剂，然后再由高温部分制冷剂将热量传给冷却介质（水或空气）。由于高低温两部分均可根据各自的工作温度选用合适的制冷剂，故它既能满足在较低蒸发温度下具有合适的蒸发压力，又能满足在环境温度下适中的冷凝压力。

由于复叠式制冷循环采用两种以上的独立制冷系统，因此可以有多种制冷循环形式：由两个单级压缩制冷循环组成的复叠式制冷循环、一个两级压缩制冷循环和一个单级压缩制冷循环组成的复叠式制冷循环或三个单级压缩制冷循环组成的复叠式制冷循环等。复叠式制冷循环的高温部分使用的制冷剂，一般为R12、R22、R502（现在高低温试验箱采用R404A环保型制冷剂），也可以使用丙烯（C3H6）和丙烷（C3H8）。低温部分使用的制冷剂(高低温试验箱采用R23制冷剂)有R13、R14、乙烯（C2H4）和乙烷（C2H6）。对于复叠式制冷循环，R13适用的蒸发温度范围是-70~-110℃，R14适用的蒸发温度范围是-100~140℃。

复叠式制冷循环的优势在于能获得较低的蒸发温度，当蒸发温度在-80℃以下时，一般使用单一制冷剂的两级压缩制冷循环已无能为力，自然采用复叠式制冷循环。但当蒸发温度在-80~-50℃之间时，复叠式制冷和两级压缩制冷剂都可以应用。复叠式制冷较两级压缩制冷的优势在于复叠式制冷系统的每台压缩机都工作在比较适中的压力范围内，输气系数有所提高，其实际循环的制冷系数比两级压缩制冷循环要高。而且复叠式制冷系统内一般保持正压，空气不易漏入。不过复叠式制冷由于冷凝蒸发器存在传热温差使其经济性有所降低，同时制冷系统也较两级压缩制冷复杂，且整个系统需要两种以上的制冷剂。

根据以上的比较分析，制冷循环的选择需要综合考虑所需制冷温度、采用的制冷剂种类及经济性指标等。武汉尚测试验设备有限公司生产的-70℃高低温试验箱、高低温冲击试验箱、低温试验箱等设备采用复叠式制冷循环系统，采用环保型R404A、R23制冷剂，除湿时只启动R404A（节能降耗），降温时启动R404A 、R23，设计更加合理！