在高低温试验箱里,冷媒(俗称制冷剂)是实现制冷的“搬运工"。它的作用就像冰箱里的氟利昂,通过不停地在气态和液态之间转换,把箱内的热量“搬运"到箱外,从而实现降温。
具体的工作原理是一个循环往复的过程:
吸热蒸发:液态的冷媒在箱内的蒸发器里,会吸收周围空气的热量,使空气温度降低,而它自己则吸热变成低温的气态。
压缩升温:气态的冷媒被压缩机吸入并压缩,压力和温度都大幅升高,变成高温高压的过热蒸气。
冷凝放热:高温高压的蒸气进入箱外的冷凝器(通过风冷或水冷),将热量传递给外部环境,同时自身冷却并凝结成液态。
节流降压:液态的冷媒经过膨胀阀等节流装置后,压力和温度骤降,重新变回低温低压的液体,准备进入下一轮循环。
为了达到极限低温,试验箱常采用“组合"模式。对于需要达到-40℃以下低温的试验箱,单用一种冷媒(如R404A,低约-46.5℃)效率会很低。因此会采用复叠式制冷系统,它使用两种不同的冷媒分工合作:
高温级:使用中温冷媒(如R404A),负责把低温级释放的热量搬运出去。
低温级:使用低温冷媒(如R23,低约-81.7℃),专门负责从箱内吸热,实现-50℃甚至更低的温度。