1. CompressionLe réfrigérant gazeux à basse température et basse pression sort de l'évaporateur et est aspiré par le compresseur. Ce dernier agit sur cette partie du gaz (en consommant de l'énergie électrique) et la comprime violemment. Lorsque le réfrigérant se transforme en vapeur surchauffée à haute température et haute pression, sa température est bien supérieure à la température ambiante, créant ainsi les conditions propices au dégagement de chaleur vers l'extérieur.2. CondensationLa vapeur de réfrigérant à haute température et haute pression pénètre dans le condenseur (généralement un échangeur de chaleur à tubes ailetés composé de tubes en cuivre et d'ailettes en aluminium). Le ventilateur force l'air ambiant à souffler sur les ailettes du condenseur. La vapeur de réfrigérant libère ensuite de la chaleur dans l'air circulant dans le condenseur. Sous l'effet du refroidissement, elle se condense progressivement de l'état gazeux à l'état liquide à moyenne température et haute pression. À ce stade, la chaleur est transférée du système de réfrigération à l'environnement extérieur.3. ExpansionLe fluide frigorigène liquide à moyenne température et haute pression circule dans un canal étroit à travers le dispositif d'étranglement, qui sert à étrangler et à réduire la pression, comme si l'on obstruait l'ouverture d'une conduite d'eau avec un doigt. Lorsque la pression du fluide frigorigène chute brusquement, sa température chute également brutalement, se transformant en un mélange biphasique gaz-liquide à basse température et basse pression (brouillard).4. ÉvaporationLe mélange gaz-liquide à basse température et basse pression pénètre dans l'évaporateur, et un autre ventilateur fait circuler l'air à l'intérieur de la boîte à travers les ailettes froides de l'évaporateur. Le liquide réfrigérant absorbe la chaleur de l'air circulant à travers les ailettes de l'évaporateur, s'évapore et se vaporise rapidement, puis redevient un gaz à basse température et basse pression. Grâce à cette absorption de chaleur, la température de l'air traversant l'évaporateur chute considérablement, permettant ainsi le refroidissement de la chambre d'essai. Ce gaz à basse température et basse pression est ensuite réaspiré dans le compresseur, déclenchant ainsi le cycle suivant. Ainsi, le cycle se répète à l'infini. Le système de réfrigération « déplace » continuellement la chaleur contenue dans le caisson vers l'extérieur et la dissipe dans l'atmosphère grâce au ventilateur.
1. Batteries lithium-ion : des tests à haute et basse température sont effectués à toutes les étapes de R&D des batteries lithium-ion, des matériaux aux cellules jusqu'aux modules.
2. Niveau matériel : Évaluer les propriétés physiques et chimiques de base des matériaux de base tels que les matériaux d'électrodes positives et négatives, les électrolytes et les séparateurs à différentes températures. Par exemple, tester le risque de lithium des matériaux d'anode à basse température ou examiner le taux de retrait thermique (MSDS) des séparateurs à haute température.
3. Niveau cellule : simuler un hiver froid en zone glaciale (par exemple, entre -40 °C et -20 °C), tester le démarrage à basse température, la capacité de décharge et les performances de la batterie, et fournir des données pour améliorer les performances à basse température. Des tests cycliques de charge et de décharge sont effectués à haute température (par exemple, 45 °C et 60 °C) pour accélérer le vieillissement et prédire la durée de vie à long terme et le taux de rétention de capacité de la batterie.
4. Piles à combustible : Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) sont soumises à des exigences extrêmement strictes en matière de gestion de l'eau et de la chaleur. La capacité de démarrage à froid constitue un obstacle technique majeur à la commercialisation des piles à combustible. La chambre d'essai simule un environnement sous le point de congélation (par exemple -30 °C) afin de tester la capacité de démarrage du système après congélation et d'étudier les dommages mécaniques causés par les cristaux de glace à la couche catalytique et à la membrane échangeuse de protons.
5. Matériaux photovoltaïques : Les panneaux solaires doivent fonctionner en extérieur pendant plus de 25 ans, résistant aux rudes conditions climatiques, jour et nuit, ainsi qu'aux quatre saisons. En simulant les écarts de température entre le jour et la nuit (par exemple, 200 cycles de -40 °C à 85 °C), la fatigue thermique des soudures d'interconnexion des cellules de batterie, le vieillissement et le jaunissement des matériaux d'encapsulation (EVA/POE) et la fiabilité de l'assemblage entre différents matériaux laminés peuvent être testés afin de prévenir le délaminage et les défaillances.
Chambres d'essai modernes à haute et basse température Il ne s'agit plus de simples enceintes de changement de température, mais de plateformes d'essai intelligentes intégrant de multiples fonctions. Cette enceinte d'essai avancée est équipée de fenêtres d'observation et de trous d'essai, permettant aux chercheurs de surveiller les échantillons en temps réel lors des variations de température.
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