怎樣降低高低溫試驗箱的能耗
1、減小送風溫差和加大送風量
送風溫差和送風量的大小取決(jue) 於(yu) 冷負荷(對低溫試驗箱)或熱負荷(對高溫試驗箱)的大小。以低溫箱為(wei) 例,當低溫箱已處於(yu) 某一低溫下的恒溫狀態時,此時的冷負荷應與(yu) 送人工作室風的製冷量相等,即
Q=V/3600·ρ·γ·△t(w)
∴V=3600Q/·ρ·γ·△t(m3/h)
式中V送風量(m3/h)
ρ幹空氣的密度(kg/m3)
γ空氣的定壓比熱(J/kg·℃)
△t送風溫差,等於(yu) 出風口溫度減工作室溫度(℃)
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
式中Q1箱體(ti) 圍護結構傳(chuan) 熱產(chan) 生的冷負荷(w)
Q2觀察窗、穿線孔等局部傳(chuan) 熱的冷負荷(w)
Q3風機轉動由機械能轉為(wei) 熱能的冷負荷(w)
Q4照明燈發熱而產(chan) 生的冷負荷(w)
Q5發熱試品,由於(yu) 工作時發熱而產(chan) 生的冷負荷(w)
Q6其它冷負荷(w)
Q總的冷負荷(w)
在一定的恒溫狀態下,ρ、γ為(wei) 常數,送風量與(yu) 送風溫差成反比,為(wei) 了提高箱內(nei) 溫度均勻性和減小溫度波動,就需減小At,從(cong) 而增加送風量v。但是,△t過小則v會(hui) 太大,從(cong) 而增加運行費。或使箱內(nei) 的風速過高,不符合試驗方法標準的要求。一般送風溫差可取△t=1~3℃為(wei) 宜。
對於(yu) 高溫試驗箱,道理是一樣的。公式(1)仍適用,隻是冷負荷改為(wei) 熱負荷,而熱負荷所包含的內(nei) 容有所變化而已。
2、提高試驗箱結構設計的合理性、完善性。盡量作到結構對稱,如左右、上、下風道;如用兩(liang) 台風機,應采用一台左旋一台右旋,使出風均勻。如有必要,可在出風口安裝調風板,調節風向,使箱內(nei) 溫度均勻;注意箱體(ti) 的密封性,防止局部漏氣,選擇優(you) 良性能的保溫隔熱材料,足夠的保溫層厚度以減少熱損失;箱體(ti) 內(nei) 膽與(yu) 外殼之間的連接件應有熱隔離措施以減少局部漏熱。從(cong) 公式(1)可以看到減小冷負荷(或熱負荷)Q就可以減小送風量,或減小送風溫差。
3、在試驗方法標準允許條件下提高風速,以增強空氣在箱內(nei) 的流動,消除死區,從(cong) 而使箱內(nei) 的溫度較為(wei) 均勻。對某些要求風量大而風速小的試驗箱,如冰箱試驗室,可采用箱頂孔板送風,從(cong) 而達到風速小,風量大室內(nei) 溫度均勻的目的。
4、在使用高低溫試驗箱時要特別注意試品的體(ti) 積、重量,以及在試驗箱工作空間的擺放位置,有關(guan) 標準規定試品總體(ti) 積小於(yu) 工作室的1/5,以留出足夠的通風空間,試品的總重量為(wei) 50~80kg/m3,在各迎風麵上試品的麵積小於(yu) 諒迎風截麵積的1/3,以利於(yu) 風的流動。這些規定對於(yu) 箱內(nei) 溫度均勻,溫度偏差不超過標準要求起到很好的作用。
5、提高高低溫試驗箱的控製精度,減小溫度波動度,從(cong) 而可減小溫度偏差。對於(yu) 高溫試驗箱,對加熱功率進行P1D連續調節可以減小溫度波動。對於(yu) 低溫試驗箱,為(wei) 了減小溫度波動,通常采用熱平衡方法控溫,即達到設定溫度後,製冷機仍常開,而用受控的加熱功率來平衡多餘(yu) 的製冷量。為(wei) 了避免過大的冷熱衝(chong) 擊,浪費太多能源,常采用調節製冷量的措施,減小恒溫時的製冷量,從(cong) 而所需平衡的加熱量就會(hui) 減少,這樣就節省了能量,又提高了控製精度。
溫度傳(chuan) 感器的位置對控製精度有較大影響。為(wei) 了使其感溫反應靈敏,一般將傳(chuan) 感器置於(yu) 出風口附近,從(cong) 而可提高控製精度,減小溫度波動度,zui終減小溫度偏差。
6、調整溫度場中值,可以減小溫度偏差:溫度上偏差和溫度下偏差常常是不相等的,如果此時溫度上偏差或下偏差超過允許偏差,但上、下偏差之差的二分之一仍小於(yu) 允許偏差時,則可對設備的溫度場進行適當調整,從(cong) 而使調整後的溫度偏差小於(yu) 允許偏差。
CB/T5170.2—1996《電工電於(yu) 產(chan) 品環境試驗設備基本參數檢定方法、溫度試驗設備》8.2.1.1中有“在檢定過程中,如果發現設備工作空間溫度上偏差或下偏差超出允許偏差值時,應檢查溫度場中值是否偏離標稱值,若偏離標稱值應對設備溫度場進行調整”,調整值按下式:
△Ta=Tm-TN(2)
Tm=(Tmax+Tmin)/2(3)
式中△Ta溫度場調整值,℃;
Tm溫度場中值,℃;
TN標稱溫度值,℃;
Tmax各測試點在30min(或24h)內(nei) 的實測zui高溫度值,℃;
Tmin各測試點在30min(或24h)內(nei) 的實測zui低溫度值,℃。
但以上調整,必須在上、下偏差之差的二分之一小於(yu) 允許偏差,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允許偏差;℃;
△Tmax溫度上偏差,℃;
△Tmin溫度下偏差;℃。
得出必須高溫度與(yu) 低溫度之差的一半小於(yu) 允許偏差,調整溫場才有意義(yi) ,調整後的偏差才會(hui) 小於(yu) 允許偏差。