新材料测试(如材料力学性能测试、电池充放电测试、热物性分析、环境模拟舱等)对冷水机组的要求高:
极高的温度控制精度与稳定性: 这是测试数据的生命线。温度波动必须极小,通常要求达到 ±0.1°C,甚至 ±0.05°C 或更高。任何波动都会直接引入测试误差,影响数据的准确性和可比性。
宽广的温度范围: 测试可能需要模拟要求环境,范围从 -40°C 甚至更低(如锂电池低温测试)到 +100°C 或更高(如高温材料测试)。
快速的动态响应能力: 许多测试需要按照预设的速率进行升温和降温(如 5°C/min 或更快),要求机组能快速响应热负荷的变化,紧跟设定曲线,避免过冲或滞后。
低噪音与低振动: 测试环境往往是实验室,对噪音有要求。更重要的是,振动可能会干扰高精密的测量仪器(如激光测量、精密天平、电化学工作站),导致测试结果失真。
新材料测试用温度控制冷水机组类型与技术方案
针对以上需求,标准工业冷水机通常难以满足,需要选择实验室级的高精度温控设备。
1. 新材料测试用温度控制冷水机组机型选择
风冷式往复活塞/涡旋式冷水机组:
优势: 结构紧凑、噪音相对较低、价格适中。涡旋压缩机振动更小。
适用: 适用于中小冷量(几kW到几十kW)、温度范围在 -5°C ~ 35°C 的常规精度测试(如 ±0.5°C)。
风冷式螺杆式冷水机组:
优势: 运行稳定,寿命长,在部分负荷下能效高,容量调节性好(可通过变频实现)。
适用: 适用于冷量需求较大(几十kW以上)、且对稳定性要求高的测试场合。
高精度复叠式制冷机组:
优势: 是实现宽温域(尤其是深冷区)和高精度的**解决方案。它包含一套高温级系统(如用R407C)和一套低温级系统(如用R23),通过蒸发冷凝器复叠工作,可轻松达到 -40°C ~ -85°C 的低温,同时通过精密控制保证稳定性。
适用: 电池低温测试、材料低温力学性能测试、环境模拟舱等。
2. 实现高精度的关键技术(与生产型机组的区别)
“二次循环”系统:
原理: 这是实验室高精度温控的标准配置。主制冷机(Primary)只负责冷却一个中间载冷剂(如乙二醇溶液),然后通过一个板式换热器将这个“冷量”传递给独立的二次循环回路。二次回路使用变频泵将导热介质(通常是水或硅油)精确地泵送到测试设备。
好处:
隔绝干扰: 完全避免了主压缩机启停、化霜等动作对测试端的温度冲击和波动。
提升精度: 二次侧回路短,控制元件(如电动调节阀、加热器)更贴近测试点,可以实现±0.1°C甚至更高的控制精度。
灵活安全: 二次侧可根据测试需要选择不同的导热介质(水、硅油),即使二次侧维护,也不会影响主机系统。
强大的PID控制与变频技术:
高级PID算法: 具备自整定功能,能智能匹配测试设备的热惯性,实现快速而无超调的控温。
全变频设计: 压缩机变频、水泵变频、风机变频。变频器是实现平滑、无级调节的关键,能极大地提升温度稳定性和动态响应速度,同时节能降噪。
优质的导热介质:
根据温度范围选择:乙二醇水溶液、硅油等。
新材料测试用温度控制冷水机组典型测试应用场景
电池测试:
充放电测试柜: 为测试柜中的夹套或盘管提供恒温液,确保电池在精确温度下进行性能、寿命和安全测试(如针刺、过充过放测试)。
材料力学测试:
高低温**试验机: 为试验机的高低温环境箱提供冷源,测试材料在不同温度下的拉伸、压缩、弯曲等性能。
半导体测试:
芯片老化测试: 冷却测试盘,吸收芯片测试时产生的大量热量,维持恒定的结温。
探针台: 冷却晶圆盘,防止测试过程中温度升高影响电性能参数。
环境模拟舱:
为步入式或桌上型环境试验箱提供冷源,模拟高温、低温、高低温交变等复杂环境。
新材料测试用温度控制冷水机组选型
为您的测试应用选型时,请明确以下参数:
温度范围: 需要达到的低温度和高温度。
控制精度: 允许的温度波动范围(±?°C)。
制冷量(kW): 测试设备的热负载大小。
流量与压力: 测试设备要求的流量(L/min)和系统压力降(Bar)。
导热介质: 设备接口要求使用什么介质?(水/防冻液/硅油)
接口尺寸: 设备的接口口径。
安装环境: 实验室的电源(220V/380V)、空间、通风和排水条件。
新材料测试用温度控制冷水机组的核心是 “精确” 和 “稳定”。它更像一个高精度的科学仪器而非简单的工业制冷设备。在选择时,不应只关注价格和冷量,而应优先考虑其控制精度技术方案(特别是二次循环系统)和售后技术支持能力。