恒溫恒濕試驗(yàn)箱由制冷系統(tǒng),加熱系統(tǒng),控制系統(tǒng),溫度系統(tǒng)空氣循環(huán)系統(tǒng),和傳感器系統(tǒng)等組成,上述系統(tǒng)分屬電氣和機(jī)械制冷兩大方面。下面初步敘述幾個主要系統(tǒng)的工作原理和工作過程。
1、制冷系統(tǒng):
制冷系統(tǒng)是綜合恒溫恒濕試驗(yàn)箱的關(guān)鍵部分之一。一般來說,恒溫恒濕試驗(yàn)箱的制冷方式都是機(jī)械制冷以及輔助液氮制冷,機(jī)械制冷采用蒸汽壓縮式制冷,它們主要由壓縮機(jī),冷凝器,節(jié)流機(jī)構(gòu)和蒸發(fā)器組成,由于我們試驗(yàn)的溫度低溫要達(dá)到-55℃,單級制冷難以滿足滿足要求,因此試驗(yàn)箱的制冷方式一般采用復(fù)疊式制冷。我司生產(chǎn)的恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)由兩部分組成,分別稱為高溫部分和低溫部分,每一部分是一個相對獨(dú)立的制冷系統(tǒng)。高溫部分中制冷劑的蒸發(fā)吸收來自低溫部分的制冷劑的熱量而汽化;低溫部分制冷劑的蒸發(fā)則從被冷卻的對象(試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣)吸熱以獲取冷量。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發(fā)冷凝器聯(lián)系起來,它既是高溫部分的冷凝器,也是低溫部分的冷凝器。恒溫恒濕試驗(yàn)箱的高溫部分制冷劑采用中溫制冷劑,低溫部分制冷劑是采用低溫制冷劑,箱內(nèi)溫度能達(dá)到-70-150℃.
2、加熱系統(tǒng):
恒溫恒濕試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)相對制冷系統(tǒng)而言,是比較簡單。它主要有大功率電阻絲組成,由于試驗(yàn)箱要求的升溫速率較大,因此試驗(yàn)箱的加熱系統(tǒng)功率都比較大,而且在試驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器。
3、控制系統(tǒng):
控制系統(tǒng)是綜合試驗(yàn)箱的核心,它決定了試驗(yàn)箱的升溫速率,精度等重要指標(biāo)?,F(xiàn)在試驗(yàn)箱的控制器大都采用PID控制,也有少部分采用PID與模糊控制相組合的控制方式。由于控制系統(tǒng)基本上屬于軟件的范疇,而且此部分在使用過程中,一般不會出現(xiàn)問題。
4、濕度系統(tǒng):
濕度系統(tǒng)分為加濕和除濕兩個子系統(tǒng)。
恒溫恒濕試驗(yàn)箱的加濕方式一般采用蒸汽加濕法,即將低壓蒸汽直接注入試驗(yàn)空間加濕。這種加濕方法加濕能力,速度快,加濕控制靈敏,尤其在降溫時容易實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制加濕。
恒溫恒濕試驗(yàn)箱被應(yīng)用于檢測材料在各種環(huán)境下性能的設(shè)備及試驗(yàn)各種材料耐寒、耐熱、耐干、耐濕性能,其內(nèi)部運(yùn)行主要是通過:電器自控系統(tǒng)壓縮機(jī)、空氣循環(huán)系統(tǒng)、制冷循環(huán)系統(tǒng)三個關(guān)聯(lián)系統(tǒng)來一同完成工作的。那么是如何達(dá)到相互穩(wěn)定、相互制約運(yùn)行的呢?
一、恒溫恒濕試驗(yàn)箱空氣循環(huán)系統(tǒng):
空氣由離心風(fēng)機(jī)從回風(fēng)口吸入,空氣通過蒸發(fā)器、加濕器、電加熱器,通過升溫或降溫、加濕或除濕后經(jīng)送風(fēng)口送到用戶試驗(yàn)的空間內(nèi),送出的空氣與空間里的空氣混合后回到回風(fēng)口,如此循環(huán)運(yùn)行達(dá)到試驗(yàn)溫度穩(wěn)定。
二、恒溫恒濕試驗(yàn)箱壓縮機(jī)制冷循環(huán)系統(tǒng):
蒸發(fā)器中的液態(tài)制冷劑吸收空氣的熱量(空氣被除濕及降溫)并開始蒸發(fā),導(dǎo)致制冷劑與空氣之間形成一定的溫度差,液態(tài)制冷劑完全蒸發(fā)變?yōu)闅鈶B(tài),后被壓縮機(jī)吸入并壓縮(溫度和壓力增加),氣態(tài)制冷劑通過冷凝器(風(fēng)冷/水冷)吸收熱量,變?yōu)槌梢后w。經(jīng)過膨脹閥(或毛細(xì)管)節(jié)流后變成低溫低壓制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器,完成制冷劑循環(huán)過程。
三、恒溫恒濕試驗(yàn)箱電器自控系統(tǒng):
此處包含自動控制部分和電源部分。
電源部分經(jīng)過接觸器,對風(fēng)扇、壓縮機(jī)、加濕器電加熱器等供應(yīng)電源自動控制部分,其部分為溫濕度控制及故障保護(hù)部分。溫濕度控制是經(jīng)過溫濕度控制器,將回風(fēng)的溫濕度與試驗(yàn)設(shè)定的溫濕作比較,自動運(yùn)行壓縮機(jī)、加濕器、電加熱等元件進(jìn)行降溫、升溫、除濕,實(shí)現(xiàn)恒溫恒濕的自動控制。