结构设计的优化思路

总体结构分立式与卧式两大类型, 制冷换能器结构分直冷与风冷两种, 可按用户需要交叉组合拼装成4种机型。按内腔容积分, 目前已开发出了立式50立升、卧式105立升和卧式150立升系列。

整个设备由主箱体、压缩机组柜和控制盒三大部分组成。

由于高温控制在+70℃以下, 故箱体结构材料具有很宽的适应面, 为优质、低成本化提供了可能性。箱体内壁采用压花铝板, 既美观、防锈, 又确保了良好的导热功能, 不但有助于改善箱内温度场的均匀度指标, 同时还减轻了整机的自重。箱体外壁采用喷塑钢板, 既保证了足够的刚强度, 又兼顾了装饰美要求。内胆采用整体发泡工艺, 既确保了良好的保温功能, 又附加增大了整个箱体的刚强度。特别是所有机型的主箱体都借用了电冰柜的工艺模具, 不但大幅度地降低了制造成本, 而且使试验设备家俱化, 在装潢艺术性上也取得了一定的突破。

压缩机组柜置于主箱体下部, 上平面与主箱体用螺钉联接成可拆卸的整体, 下平面安装4只橡胶滚轮, 兼顾了移动灵活性和减冲隔振功能。强电控制部分、大功率压缩机和风冷冷凝器散热系统均安装在机组柜内, 机组柜四周覆盖多孔网板确保风道畅通。机组柜外表面涂覆层色调与主箱体一致, 保证了视觉上的整体感。控制盒为独立单元, 通过铰链结构悬挂于主箱体侧面上方, 观测与操作均很方便。

控制盒的弱电部分与机组柜内的强电部分通过双头扁电缆相互联接, 装拆十分简便。强、弱电的有效隔离也确保了操作者的人身安全。同时, 外挂式分体结构, 又可以根据不同客户的需要配置不同功能的控制盒, 进一步提高了实用性。

加热系统置于主箱体内腔底部, 风机盘管和PTC翅片散热器均安装在一工程塑料制成的绝缘盒内, 使其冷风进风垂直走向, 热风出风水平走向, 最大限度地形成环流, 起到了尽量减小温度场不均

匀度的作用。在加热系统的上方用多孔网板加装了一层副底板, 将试验腔与加热腔隔开, 有效地保证了风道畅通和操作安全。电源线和信号线等均在副底板下暗走线, 既保证了人身安全, 也保证了设备的自身安全, 简接地提高了设备的可靠性。

直冷式制冷系统的蒸发器紧贴在铝内胆上, 5面密排配置, 有助于提高换热效率和减小温度场的不均匀度。在对大降温速率有严格要求的情况下, 可考虑风冷式系统, 即将蒸发器做成翅片散热器式, 安装于主箱体内正上方 (立式) 或侧上方 (卧式) , 利用高速风扇吹风散“冷”, 其降温速率可数倍于直冷式。鉴于风扇电机有一定的发热量, 如果置于主箱体内侧, 那么必将成为制冷系统的热负载, 从而减低制冷降温速度, 甚至使制冷系统因提前超载而无法达到既定的低温温度指标。因此, 必须将风扇电机安装在主箱体外, 通过长轴伸入箱体内部安装扇页, 这样既解决了“冷”损难题, 又避免了电机低温启动问题。

经过以上努力, 这种小型高低温试验箱的技术性能已经达到或超过了国家制定的考核指标, 高低温温度波动均≤±0.5℃, 温度偏差均≤±2℃, 温度均匀度≤2℃, 温度分辨率为0.1℃。整机噪声比国标上限至少低30dB。本系列高低温试验箱的售价为国内相同容积类似产品的三分之一, 是进口产品的十分之一。这充分证明了以性能价格比为目标的优化设计是成功的。