恒温恒湿试验箱系统配置与参数控制

     恒温恒湿试验箱是利用一定的方式将箱内的温度和湿度调节到给定值， 并在该条件下进行实验， 达到实验反应要求。 即能同时施加温度、 温度应力的试验箱。 在实际使用过程中发现恒温恒湿箱在实现对温度、 湿度进行高精度、 高稳定的控制中， 需保证实现制冷、加热、加湿、 除湿等4 种空气处理过程; 系统的运行的可靠性、经济性、控制方法实现的难易程度等设备系统配置如下：

(1) 制冷系统： 制冷系统采用电子半导体制冷 ， 这种制冷方式在温差 Δt 为 5~10℃时， 其制冷能效比很高(10 左右 )， 而且基于制冷方式的特性是对电量的控制 ，易于实现制冷量的精确控制。 经试验验证： 采取时间比例控制方案， 制冷运行时温度精度可达 0.2℃。 设备配置： 半导体制冷器 1 块， 规格制冷量 60W 12V 工作电流 8A。

(2) 制热系统。 制冷系统基于制冷系统采用半导体制冷， 其热泵运行能效比高， 且其特性也属于电量转换器件， 易于实现精确控制， 为了制造工艺的标准化，制热采用半导体制冷系统的热泵运行。 为了控制的方便，与制冷系统独立配置。 经试验验证， 采取时间比例控制方案， 制热运行时温度精度可达 0.2℃。 设备配置： 半导体制冷器 1 块， 规格制冷量 60W 12V 工作电流 8A。

(3) 除湿系统用制冷除湿方法。 由于除湿所需温度较低， 如： 24℃ 45%RH 露点温度为 11.35， 23.℃ 45%RH 露点温度为 10.4。 要达到需要的除湿效果空气温度需控制到 10.4 以下， 所以除湿系统的设置， 在制冷系统的基础上再增加一套除湿制冷的配置， 运行时制冷系统和除湿制冷系统同时运行以保证除湿所需的低温。 经试验验证： 采用两套半导体装置串联运行可以处理到露点温度以下。

(4) 加湿系统。选用小型超声波器，因为箱体空间小，且由于湿参数测控的滞后性，所以加湿器的加湿能力要小些，控制方案也采用连续控制， 或设定制两侧不对称的通断控制。经试验验证， 可以将湿度控制在 5%的范围内。

(5) 控制系统。可采用 PLC 或开发单片机两种方案都是可行的， 根据设备制造要求确定。 控制系统设计 2路检测模拟量，1 路模拟量测温度， 1 路模拟量测湿球度; 4 路开关量控制温湿度处理系统。 如要求不高也可以考虑简单的温湿度控制仪表。

(6) 温度控制 。温度设定在 25±2℃ 范围内，波动控制在±0.5 ℃。整机温度控制误差在±0.5 ℃范围内，提高了实验精度 (现有的恒温恒湿箱大部分温度控制精度在±2 ℃)，利用半导体制冷器实现。

(7) 湿度控制。一是用相对湿度作为测控参数，相对湿度设定在50%，波动范围控制在±5%。小型超声波加湿器配合以半导体制冷器的除湿作用; 二是用湿球温度作为测控参数， 温度设定在25℃， 波动控制在±0.5 ℃;湿球温度设定在17.8 (参看空气状态参数表： 24.5， 55%RH 湿球温 18.21， 25.5 45%RH 湿球温度为 17.38)， 波动控制在±0.4 ℃， 既可以将箱内湿度控制在要求的50%±5%范围， 采用湿球温度控制更为方便直接。