恒溫恒濕試驗箱主要由制冷系統、加熱系統、加濕系統、除濕系統、循環系統、控制系統和傳感器系統構成,其工作原理如下3:
溫度控制原理
制冷系統:一般采用蒸汽壓縮式制冷。當箱內溫度高于設定溫度時,壓縮機啟動,將制冷劑壓縮成高溫高壓氣體,氣體進入冷凝器散熱冷卻變為高壓液體,經節流裝置降壓后進入蒸發器,在蒸發器中蒸發吸熱,使箱內溫度降低,隨后低溫低壓的制冷劑氣體被吸入壓縮機,開始新循環。對于有更低溫度要求的試驗箱,常采用復疊式制冷。
加熱系統:通常采用電加熱方式,如加熱絲或加熱管。當箱內溫度低于設定溫度時,控制系統啟動加熱裝置,產生的熱量通過空氣循環或傳導均勻分布到箱內各處,使溫度上升。
溫度傳感器:安裝在箱內,實時監測溫度變化,并將信號傳至控制系統。控制系統將反饋溫度與設定溫度比較,進而調節加熱和制冷系統工作狀態,使箱內溫度保持在設定值。
濕度控制原理
加濕系統:常見的加濕方式有蒸汽加濕和淺水盤加濕。蒸汽加濕是通過加熱水產生蒸汽,將蒸汽通入試驗箱內增加濕度。淺水盤加濕則是利用水的自然蒸發,提高試驗箱內的濕度。當試驗箱內濕度低于設定濕度時,控制系統啟動加濕裝置,增加箱內的水汽含量,從而提高濕度。
除濕系統:主要采用制冷除濕,當箱內濕度高于設定濕度時,制冷系統使蒸發器表面溫度降低,空氣中水汽在低溫的蒸發器表面凝結成水珠,通過排水系統排出箱外,降低箱內濕度。此外,還有干燥器除濕方式,利用氣泵將箱內空氣抽出,注入干燥空氣,同時將濕空氣送入干燥器干燥后再送回箱內,反復循環除濕。
濕度傳感器:安裝在箱內實時監測濕度變化,將信號傳至控制系統。控制系統根據反饋信息與設定濕度比較,調節加濕和除濕系統工作狀態,保持箱內濕度在設定值。
空氣循環系統原理
由風機、風道和導流板等組成。風機將箱內空氣抽出,經過加熱、制冷、加濕或除濕等處理后,再通過風道和導流板送回箱內,形成循環。其作用是確保箱內溫度和濕度均勻分布,加快熱交換和濕交換速度,提高試驗效率。
控制系統原理
是試驗箱的核心,采用先進的 PLC 控制系統或 PID 控制等方式,通過觸摸屏或電腦軟件操作,可設置溫濕度值。它接收溫度和濕度傳感器反饋的信號,與預設值比較后,發出指令調節制冷、加熱、加濕、除濕和空氣循環系統的工作狀態,實現對箱內溫濕度的精確控制,決定著試驗箱的升降溫速率、精度等重要指標