高低温试验箱制冷循环及制冷剂的确定
高低温试验箱适用于工业产品高、低温的可靠性试验。本文以一高低温试验箱为对象，在完成制冷系统设计，包括制冷剂选择、制冷系统部件选型等工作的基础上，对高低温试验箱进行制冷剂充注量实验，得到试验箱在最佳运行状态下的最佳充注量。
环境试验是验证产品设计及质量的主要手段环境试验设备运用人工手段，模拟出产品实际所处的环境，测试其性能指标，及时发现产品的缺陷，可使人们对产品进行有针对性的改进。研制新产品时，无需将产品放置于难以达到的实际环境中实验，节约时间、成本、劳力和物力。环境试验设备已成为现代高技术产品研发和验收时必不可少的设备在众多的环境影响因素中，温度影响始终是所占比例最大的一类。在各类环境试验装置中，高低温试验箱是占据比例最大的一种高低温试验箱既能提供髙温环境，又可提供低温环境，有的还可以做湿度实验，其目的是测试产品在高/低温下的可靠性。
受试产品经过高低温试验箱的加热、冷却过程，其产品的性能变化就显现出来，及时发现缺陷及时加以修正，以提高产品的质量。随着科学技术的发展制冷技术的应用越来越广泛，颇为重要的应用之就是环境试验设备。从近几年发表的论文来看，对于试验箱的研究主要集中在隔热层传热特性、制冷系统方式选择与设计、制冷量调节、系统控制等方面，而在制冷剂充注量方面的研究十分有限。
制冷系统是高低温试验箱中关键部分，其性能直接影响试验箱整体质量的高低。通过对比确定制冷循环为经典复叠式制冷循环，并对制冷剂的选择情况介绍如下。
高低温试验箱制冷系统选择
经典复叠式制冷系统是由两个分别独立的高、低温级系统衔接而成，髙温级和低温级循环各自选取两种合适的制冷剂，使压缩机处于合适的压力下工作，整个循环能在合适的压比、蒸发温度以及冷凝温度下运行。相关文献表明，在较低温度下，两级压缩制冷循环的理论输气量约为复叠式制冷系统的(2～8)倍，其输气系数则比复叠式制冷系统小很多，在-70℃时，两级压缩制冷循环的输气系数下降迅速闻。复叠式制冷系统能经济地达到-40℃～120℃低温，所以被广泛地应用于工业制造、航天航空、化工等行业。本高低温试验箱的温度范围为-70℃～150℃。根据以上原因，所以本高低温试验箱选用复叠式制冷循环。
由广州精秀热工生产制造的-高低温试验箱
制冷剂的选定
目前，国内许多生产复叠式制冷机组的制造商大多采用的是R22/R13制冷剂组，R22是氢氯氟烃类制冷剂，而R13是氯氟烃类制冷剂，按照《关于破坏臭氧层物质的蒙特利尔议定书》的规定，R22将过渡使用、最后会被淘汰，R13已被发达国家禁用。
本课题的高低温试验箱选用R404A为复叠式制冷系统的高温级制冷剂。R404A标准沸点为-46.6℃，将R125(标准沸点为-49℃)、R143a(标准沸点为-47.2℃)以及R134a(标准沸点为-26.1℃)
按照质量分数44:52:4配比混合组成，热物理性质与R22相近，但R404A无毒且不破坏臭氧层。文献表明在相同工况且使用相同压缩机的情况下R404A制冷机组的制冷量比R22高约4%～10%当环境温度较高时，R22机组效率比R404A的略高;当环境温度较低时，R404A效率则较高。运用在螺杆式机组中，R404A的制冷量大于R22，但其耗功增加了，综合起来COP略有下降。运用在涡旋式机组中，R404A制冷机组的COP值、制冷量受蒸发温度及环境温度影响比R22大;随着蒸发温度和环境温度降低，R404A的制冷量和COP显著提高;而R404A的系统充注量比R22大。
本文选用R23作为高低温试验箱复叠式制冷系统的低温级制冷剂。R13、R23以及二者的混合物R503常被选作复叠式制冷系统的低温级制冷剂。但是由于R13为CFCs类制冷剂，已从1996年1月1日全面禁止使用，属于被淘汰和禁用的制冷剂。而R23属于HFCs类环保型制冷剂，不破坏臭氧层，可长期使用，被当前世界绝大多数国家认可并推荐，成为替代R13和R503的普遍选择。作为被广泛使用的超低温制冷剂R23，其低温时具有良好的热力学性能以及能和润滑油良好互溶再加上无毒、不可燃的优点，被广泛应用于新冷冻设备，如环境试验箱、生化试验箱、超低温冰箱等设备复叠式制冷系统的低温级。
