要想制取-60℃以下的低溫，只能采用復(fù)疊式制冷循環(huán)。根據(jù)系統(tǒng)所需制冷量及使用空間大小等條件的不同，復(fù)疊式循環(huán)又能細(xì)分為復(fù)疊式制冷和自復(fù)疊式制冷：本期將對這兩類系統(tǒng)進(jìn)行具體介紹。

01 復(fù)疊式制冷系統(tǒng)

一、工作原理：復(fù)疊式制冷循環(huán)指的是將所要求達(dá)到低溫的總溫差分割成兩段或若干段，每段選用性質(zhì)相宜的制冷劑循環(huán)（如R404A高溫級+R23低溫級）。高溫級循環(huán)通過蒸發(fā)冷凝器為低溫級提供冷源，低溫級循環(huán)進(jìn)一步降溫，最終實現(xiàn)-60℃至-150℃的超低溫環(huán)境。

低溫級部分

原理：低溫級采用低沸點制冷劑，在較低溫度下蒸發(fā)吸熱實現(xiàn)制冷。其蒸發(fā)溫度可以達(dá)到-80℃甚至更低，滿足深冷要求。

流程：低溫級壓縮機(jī)將低溫低壓的制冷劑蒸汽吸入并壓縮為高溫高壓的過熱蒸汽，之后進(jìn)入與高溫級蒸發(fā)器相連的冷凝蒸發(fā)器，被高溫級制冷劑冷卻冷凝成高壓液體。高壓液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臐裾羝M(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā)為低溫低壓的蒸汽，再被壓縮機(jī)吸入，完成循環(huán)。

高溫級部分

原理：高溫級采用較高沸點的制冷劑，在相對較高溫度下運(yùn)行，主要負(fù)責(zé)將低溫級傳遞的熱量散出，確保低溫級正常工作。

流程：高溫級壓縮機(jī)將從蒸發(fā)器出來的低溫低壓制冷劑蒸汽壓縮成高溫高熱的過熱蒸汽，然后排入冷凝器，在冷凝器中與冷卻介質(zhì)（如水和空氣）進(jìn)行熱交換，被冷卻冷凝成高壓液體。高壓液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后變?yōu)榈蜏氐蛪旱臐裾羝M(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)吸收低溫級冷凝蒸發(fā)器放出的熱量而蒸發(fā)為低溫低壓的蒸汽，再被高溫級壓縮機(jī)吸入，繼續(xù)循環(huán)。

二、復(fù)疊系統(tǒng)優(yōu)勢：

①超寬溫域：突破單級制冷極限，輕松應(yīng)對低溫需求；

②高穩(wěn)定性：雙系統(tǒng)獨立運(yùn)行，故障率低，適合連續(xù)作業(yè)；

③能效優(yōu)化：分級制冷減少壓縮比，降低能耗20%-30%。

三、復(fù)疊系統(tǒng)劣勢：

①結(jié)構(gòu)復(fù)雜：需要配置雙壓縮機(jī)、雙膨脹閥，占地面積大；

②成本較高：設(shè)備初投資及維護(hù)費用高于常規(guī)機(jī)組；

③啟動時間長：需逐級降溫，不適合頻繁啟停場景。

四、應(yīng)用范圍：和自復(fù)疊式制冷系統(tǒng)相比，復(fù)疊式制冷系統(tǒng)適用于制冷量需求較大，且空間較為寬裕的場所。該系統(tǒng)適合應(yīng)用于低溫冷凍冷藏（比如儲藏生物樣本和特殊藥品的超低溫冷庫）、航空航天、新能源等領(lǐng)域。

02 自復(fù)疊式制冷系統(tǒng)

一、工作原理：自復(fù)疊式制冷指的是利用非共沸混合工質(zhì)在相同壓力下沸點不同的特性，用一臺壓縮機(jī)對兩種或兩種以上的制冷劑蒸汽進(jìn)行壓縮。具體步驟如下：

①壓縮：壓縮機(jī)將混合制冷劑蒸汽壓縮，使其壓力和溫度升高。

②冷凝與分離：高溫高壓的混合制冷劑進(jìn)入冷凝器，高沸點制冷劑在此冷凝為液態(tài)，低沸點制冷劑仍為氣態(tài)，氣液混合態(tài)隨后進(jìn)入氣液分離器，實現(xiàn)高沸點液態(tài)工質(zhì)和低沸點氣態(tài)工質(zhì)的分離。

③蒸發(fā)冷凝：高沸點液態(tài)工質(zhì)經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱，為低沸點氣態(tài)工質(zhì)提供冷量使其在冷凝蒸發(fā)器中冷凝成液態(tài)。

④低溫制冷：低沸點液態(tài)制冷劑經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)吸熱，實現(xiàn)與低溫制冷，蒸發(fā)后的低沸點制冷劑蒸汽與未冷凝的高沸點制冷劑蒸汽混合后被壓縮機(jī)吸入，進(jìn)入下一個循環(huán)。

二、自復(fù)疊系統(tǒng)優(yōu)勢：

①結(jié)構(gòu)緊湊：單機(jī)集成設(shè)計，能節(jié)省50%的安裝空間；

②快速制冷：混合制冷劑協(xié)同作用，提升了降溫速度；

③環(huán)保節(jié)能：天然制冷劑占比高，GWP值低，符合碳減排趨勢。

三、自復(fù)疊系統(tǒng)劣勢：

①溫度下限受限：低溫場景需要配合輔助制冷；

②混合比例敏感：制冷劑配比失衡會導(dǎo)致能效下降；

③維修專業(yè)性高：需要使用專用設(shè)備回收分餾制冷劑。

快速溫變濕熱試驗箱是指對樣品接解到的可能導(dǎo)致過早故障的氣候、熱力或機(jī)械應(yīng)力進(jìn)行篩查的方法，比如：可以發(fā)現(xiàn)電子模埠設(shè)計、料材或生產(chǎn)中的缺點。應(yīng)力篩選（ESS）技術(shù)可以在研制和生產(chǎn)階段發(fā)現(xiàn)早期故障，減少由于設(shè)計選型錯誤或制程工藝不良引起失敗的風(fēng)險，大大提高產(chǎn)品可靠性。通過環(huán)境應(yīng)力篩選可以找出已經(jīng)進(jìn)入生產(chǎn)測試階段的不可靠的系統(tǒng)。它已經(jīng)作為質(zhì)量改進(jìn)的一種標(biāo)準(zhǔn)方法，有效延長產(chǎn)品的正常工作壽命。SES系例具有制冷、加熱、和除濕、加濕（濕度功能僅SES系例）自動調(diào)節(jié)功能，主要用于溫度應(yīng)力篩選，同時也可以用于傳統(tǒng)的高溫、低溫、高低溫循環(huán)、恒定濕熱、交變濕熱、溫濕度組合等環(huán)境試驗。

滿足電子設(shè)備產(chǎn)品應(yīng)力篩選、無鉛制程、MIL-STD-2164、MIL-344A-4-16、MIL-2164A-19、NABMAT-9492、GJB-1032-90、GJB/Z34-5.1.6、IPC-9701...等試驗要求。注：溫濕度分布均度測試方法依照內(nèi)箱離各邊1/10距離有效空間量測(GB5170.18-87)

快速溫變濕熱試驗箱技術(shù)規(guī)格：   SES單位：帶濕度：    SEA單位：不帶濕度