1. Composants de base du système de réfrigération

Un cycle de réfrigération typique se compose de quatre éléments clés :

1. CompresseurFournit la force motrice pour la circulation du réfrigérant, comprimant la vapeur basse pression et basse température de l'évaporateur en gaz haute pression et haute température.

2. CondenseurRefroidit le réfrigérant via l'air ou l'eau, convertissant le gaz à haute température en liquide à une température presque ambiante tout en rejetant la chaleur latente.

3. Dispositif d'accélérateur (détendeur)Réduit la pression du réfrigérant et régule le débit, garantissant des conditions d'entrée appropriées pour l'évaporateur.

4. ÉvaporateurPermet au réfrigérant de s'évaporer sous basse pression, absorbant la chaleur et abaissant la température de l'air de la chambre pour obtenir l'effet de refroidissement souhaité sur l'éprouvette.

Pendant le cycle, la vapeur de l'évaporateur pénètre dans le compresseur, où sa pression et sa température augmentent fortement, complétant la boucle de réfrigération.

2. Technologie de contrôle de la température "Cold Balance"

Les chambres traditionnelles à haute et basse température utilisent généralement "équilibre dynamique froid / chaleur", où la réfrigération haute puissance est associée à un chauffage haute puissance pour maintenir les points de consigne. Les limitations comprennent :

• Fluctuations de puissance thermique élevées dues à une alternance fréquente entre le chauffage et le refroidissement ;

• Précision réduite du contrôle de la température, en particulier à basse température ou lors de changements de température rapides.

Technologie de balance froide Met en œuvre un Mode "équilibre statique", c'est-à-dire réfrigération sans chauffage simultané et chauffage sans réfrigération simultanée :

• Le contrôleur ajuste dynamiquement débit de réfrigérant en fonction du point de consigne et de la charge thermique de l'éprouvette, correspondant précisément à la capacité de refroidissement requise ;

• Aucun chauffage compensatoire n'est nécessaire pour compenser la surchauffe, et la surchauffe n'est pas contrée par une réfrigération supplémentaire, ce qui minimise le gaspillage d'énergie ;

• La consommation d'énergie thermique dans l'ensemble du système est plus uniforme, ce qui améliore la stabilité de la température et réduit le retard de contrôle ;

• Les avantages en matière d'économie d'énergie sont plus prononcés lors d'un fonctionnement prolongé à basse température, ce qui réduit la consommation d'énergie opérationnelle.

3. Applications techniques et considérations de conception

Pour les ingénieurs lors de la conception, de la sélection et de l'optimisation du système, les aspects suivants sont essentiels :

1. Contrôle du débit de réfrigérant:

   • Utilisez des détendeurs avec un contrôle de débit précis, tels que des détendeurs électroniques (EEV) ;

   • Ajustez le débit en fonction de la charge de la chambre, empêchant le surrefroidissement sous de faibles charges thermiques.

2. Contrôleur et algorithme de contrôle:

   • Mettre en œuvre le PID ou le contrôle prédictif du modèle (MPC) pour ajuster dynamiquement la puissance de réfrigération en fonction de la charge en temps réel ;

   • Intégrez la logique de balance froide pour contrôler indépendamment le chauffage et le refroidissement.

3. Dimensionnement et sélection du système:

   • Les compresseurs et les condenseurs doivent être dimensionnés pour la charge de pointe et la durée de fonctionnement à basse température ;

   • La taille de l'évaporateur et les performances de transfert de chaleur devraient satisfaire aux exigences de changement de température rapide et d'uniformité.

4. Optimisation de l'efficacité énergétique:

   • Lors d'un fonctionnement prolongé à basse température, le mode de balance froide réduit le gaspillage d'énergie en éliminant les cycles de chauffage compensatoires ;

   • Une charge thermique uniforme réduit les gradients de température localisés et le cycle du compresseur, prolongeant la durée de vie de l'équipement.

Résumé:
La technologie Cold Balance permet un contrôle indépendant de la réfrigération et du chauffage grâce à un réglage précis du débit de réfrigérant, permettant une répartition uniforme de la température et une précision de contrôle élevée tout en réduisant considérablement la consommation d'énergie et les fluctuations de puissance thermique. Du point de vue de la conception et de l'ingénierie, les considérations clés comprennent Capacité de régulation du débit, précision de l'algorithme de contrôle et correspondance de charge, qui ont un impact direct sur les performances du système, l'efficacité énergétique et la longévité des équipements.