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这是一种用于测试产品(如电子元器件、汽车零部件、航空航天设备、新材料等)在恶劣、快速变化的温度环境下的性能和可靠性的精密设备。“节能型"是现代工业设备发展的重要趋势,而“三箱式"是实现冷热冲击测试的一种经典且高效的结构设计。
它由三个独立的工作室组成:
1.高温箱:内置加热器,用于产生高温环境(如+150°C, +180°C 甚至更高)。
2.低温箱:内置压缩机制冷系统,用于产生低温环境(如-65°C, -55°C 或更低)。
3.测试箱:放置待测样品的工作区域。
工作原理:
测试时,样品放置在测试箱内的吊篮(或移动小车)上。当需要转换温度时,吊篮会在机械传动装置的驱动下,快速在高温箱和低温箱之间移动。
•需要高温冲击时,吊篮带着样品移动到高温箱,高温空气迅速包围样品。
•需要低温冲击时,吊篮带着样品移动到低温箱,低温空气迅速包围样品。
•整个转换过程非常迅速,温度变化速率高,从而实现“温度冲击"的效果。
与传统的“两箱式"(提篮式)冷热冲击试验箱相比,三箱式在设计上具有天然的节能优势:
1.
预冷预热,能量不浪费:高温箱和低温箱在测试过程中始终处于恒定状态(高温箱一直热,低温箱一直冷)。测试箱在某个温度下进行保温时,另一个恶劣温度的箱体正在为下一次冲击做“预热"或“预冷"准备。这避免了像两箱式设备那样,需要频繁地对同一个工作室进行升温和降温,从而大大减少了压缩机和加热器的负载,节省了大量电能。
2.
减少热应力,延长寿命:压缩机、加热器等核心部件无需频繁启停和承受巨大的温度变化,运行更平稳,设备寿命更长,间接也是一种节能(减少维护和更换成本)。
制造商通过一系列创新技术,在传统三箱式结构的基础上,进一步强化其节能特性:
1.
高效制冷系统:
•复叠式制冷:采用多级压缩复叠制冷技术,搭配高效涡旋压缩机或活塞压缩机,能效比(COP)更高。
•环保制冷剂:使用对臭氧层无害且温室效应潜能值(GWP)较低的环保制冷剂(如R404A, R507A),未来可能转向更环保的R448A等。
•优化管路设计:减少管路长度和弯头,降低冷媒流动阻力,提升换热效率。
•热气旁通系统:在轻负载或保温阶段,通过热气旁通技术来调节制冷量,避免压缩机频繁启停,节约电能。
2.
高效保温系统:
•高性能保温材料:采用聚氨酯高压整体发泡或更高级的真空隔热板(VIP),形成超厚、超低导热系数的保温层,极大减少箱体内部与外界环境的热量交换。
3.
智能控制系统:
•PID+模糊算法控制:先进的算法可以更精确地控制加热器和制冷系统的输出功率,避免过冲和过度补偿,实现“按需供给",减少能量浪费。
•待机模式/节能模式:在长时间保温或无人操作时,系统可自动进入低功耗运行模式。
4.
低热容设计:
•加热器采用优质低热容材料,升温更快,耗电更少。
•风道系统经过CFD(计算流体动力学)优化,使用高效离心风机,以最小的风扇功率实现最均匀的温度场和最快的温度恢复速度。
特性 | 优势 |
---|---|
高效节能 | 运行成本显著低于传统两箱式设备,长期使用节省大量电费。 |
温度稳定 | 高低温槽独立恒温,温度波动小,测试结果更可靠。 |
恢复速度快 | 冲击后,温度恢复到设定值所需时间极短,测试效率高。 |
结构可靠 | 核心部件工作环境稳定,故障率低,设备使用寿命长。 |
环保合规 | 采用环保制冷剂和节能设计,符合现代环保法规和要求。 |
在选择节能型三箱冷热冲击试验箱时,除了关注价格,更应重点关注:
1.能效数据:向供应商索取具体的功耗数据,对比不同型号在相同工况下的耗电量。
2.核心技术:了解其采用的压缩机品牌、制冷方式、保温材料和控制技术。
3.品牌和口碑:选择在行业内拥有良好声誉和成熟技术的品牌,确保设备的可靠性和售后服务。
4.认证和标准:设备是否符合相关国际、国家或行业标准(如GB/T, IEC, MIL-STD等)。