恒溫恒濕試驗箱系統配置與參數控制

     恒溫恒濕試驗箱是利用一定的方式將箱內的溫度和濕度調節到給定值， 并在該條件下進行實驗， 達到實驗反應要求。 即能同時施加溫度、 溫度應力的試驗箱。 在實際使用過程中發現恒溫恒濕箱在實現對溫度、 濕度進行高精度、 高穩定的控制中， 需保證實現制冷、加熱、加濕、 除濕等4 種空氣處理過程; 系統的運行的可靠性、經濟性、控制方法實現的難易程度等設備系統配置如下：

(1) 制冷系統： 制冷系統采用電子半導體制冷 ， 這種制冷方式在溫差 Δt 為 5~10℃時， 其制冷能效比很高(10 左右 )， 而且基于制冷方式的特性是對電量的控制 ，易于實現制冷量的精確控制。 經試驗驗證： 采取時間比例控制方案， 制冷運行時溫度精度可達 0.2℃。 設備配置： 半導體制冷器 1 塊， 規格制冷量 60W 12V 工作電流 8A。

(2) 制熱系統。 制冷系統基于制冷系統采用半導體制冷， 其熱泵運行能效比高， 且其特性也屬于電量轉換器件， 易于實現精確控制， 為了制造工藝的標準化，制熱采用半導體制冷系統的熱泵運行。 為了控制的方便，與制冷系統獨立配置。 經試驗驗證， 采取時間比例控制方案， 制熱運行時溫度精度可達 0.2℃。 設備配置： 半導體制冷器 1 塊， 規格制冷量 60W 12V 工作電流 8A。

(3) 除濕系統用制冷除濕方法。 由于除濕所需溫度較低， 如： 24℃ 45%RH 露點溫度為 11.35， 23.℃ 45%RH 露點溫度為 10.4。 要達到需要的除濕效果空氣溫度需控制到 10.4 以下， 所以除濕系統的設置， 在制冷系統的基礎上再增加一套除濕制冷的配置， 運行時制冷系統和除濕制冷系統同時運行以保證除濕所需的低溫。 經試驗驗證： 采用兩套半導體裝置串聯運行可以處理到露點溫度以下。

(4) 加濕系統。選用小型超聲波器，因為箱體空間小，且由于濕參數測控的滯后性，所以加濕器的加濕能力要小些，控制方案也采用連續控制， 或設定制兩側不對稱的通斷控制。經試驗驗證， 可以將濕度控制在 5%的范圍內。

(5) 控制系統。可采用 PLC 或開發單片機兩種方案都是可行的， 根據設備制造要求確定。 控制系統設計 2路檢測模擬量，1 路模擬量測溫度， 1 路模擬量測濕球度; 4 路開關量控制溫濕度處理系統。 如要求不高也可以考慮簡單的溫濕度控制儀表。

(6) 溫度控制 。溫度設定在 25±2℃ 范圍內，波動控制在±0.5 ℃。整機溫度控制誤差在±0.5 ℃范圍內，提高了實驗精度 (現有的恒溫恒濕箱大部分溫度控制精度在±2 ℃)，利用半導體制冷器實現。

(7) 濕度控制。一是用相對濕度作為測控參數，相對濕度設定在50%，波動范圍控制在±5%。小型超聲波加濕器配合以半導體制冷器的除濕作用; 二是用濕球溫度作為測控參數， 溫度設定在25℃， 波動控制在±0.5 ℃;濕球溫度設定在17.8 (參看空氣狀態參數表： 24.5， 55%RH 濕球溫 18.21， 25.5 45%RH 濕球溫度為 17.38)， 波動控制在±0.4 ℃， 既可以將箱內濕度控制在要求的50%±5%范圍， 采用濕球溫度控制更為方便直接。