高低温试验箱吸气压力和吸气温度关系的影响因素

一、引言

二、制冷系统部件状态

（一）压缩机性能

1. 吸气阀与排气阀状况

• 压缩机的吸气阀和排气阀的状态对吸气压力和吸气温度关系影响显著。如果吸气阀存在泄漏，吸气压力会降低。根据理想气体状态方程，在吸气量减少的情况下，吸气温度会升高。排气阀泄漏则会导致排气压力降低，进而影响整个制冷循环，使吸气压力和吸气温度关系发生变化。例如，吸气阀片磨损时，部分已吸入的制冷剂会回流，造成吸气压力下降，吸气温度上升。

2. 压缩机的磨损与效率

• 压缩机长期使用后的磨损会影响其压缩效率。磨损后的压缩机不能有效地压缩制冷剂，导致吸气压力升高。在这种情况下，吸气温度也会相应升高，因为压缩机内部的摩擦生热增加，同时制冷剂在压缩过程中的能量损失也增大。例如，活塞与气缸壁的磨损会使压缩机的压缩比减小，吸气压力和吸气温度偏离正常关系。

（二）蒸发器性能

1. 蒸发器结霜与脏堵

• 蒸发器表面结霜或被灰尘、杂质堵塞时，热交换效率降低。这会使制冷剂蒸发不全，吸气压力降低。由于制冷剂未能充分吸收热量，吸气温度反而升高。例如，在高湿度环境下进行低温试验，蒸发器容易结霜，导致吸气压力降低而吸气温度升高。

2. 蒸发器的传热面积与结构

• 蒸发器的传热面积大小和结构设计影响着制冷剂与外界的热交换。传热面积小或结构不合理会使制冷剂吸收的热量减少，导致吸气压力降低，吸气温度升高。不同结构的蒸发器（如翅片式、板式等）对吸气压力和吸气温度关系的影响有所不同，翅片式蒸发器如果翅片间距过小，容易积灰，影响热交换，进而影响这一关系。

（三）冷凝器性能

1. 冷凝器散热效率

• 冷凝器的散热效率直接影响制冷循环的压力和温度关系。如果冷凝器散热不良，如散热片被灰尘覆盖或风扇故障，冷凝压力会升高。根据制冷循环原理，这会导致吸气压力升高，吸气温度也随之升高。例如，在高温环境下，冷凝器散热困难，会使整个制冷系统的压力升高，吸气压力和吸气温度关系发生变化。

2. 冷凝器的大小与类型

• 冷凝器的大小（表面积）和类型（风冷、水冷等）对吸气压力和吸气温度关系有影响。较小的冷凝器表面积可能无法满足散热需求，导致冷凝压力升高，进而影响吸气压力和吸气温度。水冷冷凝器在水源温度变化时，其散热效果改变，会影响制冷循环中的压力和温度关系。

三、制冷剂特性

（一）制冷剂种类

1. 不同制冷剂的热力性质

• 不同种类的制冷剂具有不同的饱和温度 - 压力关系。例如，R134a 和 R22 这两种常见制冷剂，它们在相同压力下的饱和温度不同。这意味着在高低温试验箱中使用不同制冷剂时，吸气压力和吸气温度的关系会有所差异。R22 的临界温度和压力等热力性质与 R134a 不同，在相同的制冷需求下，采用 R22 的试验箱其吸气压力和吸气温度的对应关系与采用 R134a 的试验箱不同。

2. 制冷剂的纯度

• 制冷剂的纯度也会影响吸气压力和吸气温度的关系。如果制冷剂中混入杂质或其他气体，如空气，会改变制冷剂的热力性质。混入空气会使制冷剂的热交换效率降低，导致吸气压力升高，吸气温度也可能升高。因为空气在制冷循环中不能像制冷剂那样正常进行相变和热交换，干扰了正常的制冷过程。

四、试验箱运行环境

（一）环境温度

1. 高温环境的影响

• 当高低温试验箱所处的环境温度较高时，冷凝器的散热难度增加。如前所述，这会导致冷凝压力升高，进而使吸气压力和吸气温度升高。在炎热的夏季，如果没有良好的散热措施，试验箱的制冷系统会受到很大影响，吸气压力和吸气温度关系偏离正常状态。

2. 低温环境的影响

• 在低温环境下，虽然冷凝器的散热条件较好，但蒸发器可能会面临一些问题。例如，在极低温度环境下，蒸发器的蒸发压力可能过低，导致吸气压力降低，吸气温度也随之降低。同时，低温环境可能会影响压缩机的润滑和启动性能，间接影响吸气压力和吸气温度关系。

（二）环境湿度

1. 高湿度环境的影响

• 高湿度环境容易使蒸发器结霜，尤其是在低温试验时。如前面提到的，蒸发器结霜会降低热交换效率，导致吸气压力降低而吸气温度升高。此外，高湿度环境中的水分可能会与制冷剂或制冷系统中的其他物质发生化学反应，影响制冷系统的性能，进而改变吸气压力和吸气温度的关系。

五、操作条件

（一）试验箱负载

1. 样品数量与热容量

• 放入高低温试验箱中的样品数量和热容量对吸气压力和吸气温度关系有影响。如果样品数量多且热容量大，制冷系统需要吸收更多的热量来降低温度。这会使蒸发器的负荷增大，可能导致吸气压力降低，吸气温度升高。例如，对大型金属部件进行低温试验时，金属的高比热容使得制冷系统面临较大压力，吸气压力和吸气温度关系发生变化。

2. 样品的摆放方式

• 样品在试验箱中的摆放方式也会影响空气的流动和热交换。如果样品摆放不合理，阻碍了空气循环，蒸发器的热交换效率会降低，从而影响吸气压力和吸气温度关系。例如，将样品紧密堆积在一起，会减少空气与蒸发器的接触面积，影响制冷效果，导致吸气压力和吸气温度的异常变化。

（二）试验箱门的开闭

1. 频繁开闭的影响

• 在试验过程中，试验箱门的频繁开闭会使外界热量进入箱内。这增加了制冷系统的负荷，导致蒸发器需要吸收更多热量。频繁开闭可能会使吸气压力降低，吸气温度升高。每次开门时，外界热空气进入，箱内温度升高，制冷系统需要重新制冷，使得吸气压力和吸气温度关系不稳定。

（三）温度设置

1. 低温设置的影响

• 如果在试验箱中设置过低的温度，压缩机需要提高压缩比来达到要求。这会导致吸气压力降低，吸气温度升高。例如，当设置温度远低于正常使用温度时，制冷系统的工作状态发生较大变化，吸气压力和吸气温度关系偏离正常范围。

2. 温度变化速率设置

• 试验箱温度变化速率的设置也会影响吸气压力和吸气温度关系。快速的温度变化要求制冷系统在短时间内提供大量的冷量，这可能会使吸气压力和吸气温度出现异常波动。如果温度变化速率设置过高，压缩机和蒸发器可能无法及时适应，导致吸气压力和吸气温度关系不稳定。

六、结论