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、步入式高低溫濕熱試驗箱工作原理

步入式試驗室
、步入式高低溫濕熱試驗箱工作原理

作者:CEO 時間:2023-04-21 點擊:0

信息摘要:步入式試驗室
,步入式環(huán)境試驗室,也叫步入式高低溫濕熱試驗試驗室是大型環(huán)境試驗設(shè)備
,主要是對大型試驗對象
、試驗數(shù)量和批次較大等情況下而設(shè)計制造的非標(biāo)大尺寸恒溫恒濕試驗箱,比如:各型大型車輛
、信號燈
、各種試驗儀器設(shè)備等各種熱工性能試驗及環(huán)境氣候條件試驗的需求
。那么
,步入式試驗室的工作原理是

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步入式試驗室

、步入式高低溫濕熱試驗箱工作原理

  步入式試驗室,步入式環(huán)境試驗室

,也叫步入式高低溫濕熱試驗試驗室是大型環(huán)境試驗設(shè)備,主要是對大型試驗對象
、試驗數(shù)量和批次較大等情況下而設(shè)計制造的非標(biāo)大尺寸恒溫恒濕試驗箱,比如:各型大型車輛
、信號燈、各種試驗儀器設(shè)備等各種熱工性能試驗及環(huán)境氣候條件試驗的需求
。那么
,步入式試驗室的工作原理是什么
?結(jié)構(gòu)是如何?

  1

步入式試驗室系統(tǒng)組成及工作原理

  1.1

、系統(tǒng)組成

  步入式高低溫濕熱試驗箱主要由以下六部分組成:現(xiàn)場及集中監(jiān)控系統(tǒng)

、冷卻循環(huán)水處理分系統(tǒng)、制冷除濕系統(tǒng)
、空氣循環(huán)及加熱加濕系統(tǒng)
、保溫試驗箱體、安全保護(hù)系統(tǒng)

  其組成框圖如圖1所示。

  1.2

、步入式試驗室系統(tǒng)工作原理

  步入式試驗室低溫設(shè)備工作時

,蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑在空氣處理室內(nèi)蒸發(fā)吸收熱量,使空氣的溫度降低
。可編程智能控制儀控制冷輸出及加熱系統(tǒng)的熱量輸出
,對系統(tǒng)進(jìn)行冷量恒溫控制及熱補(bǔ)償恒溫控制。

  恒溫空氣經(jīng)離心風(fēng)機(jī)變頻調(diào)整風(fēng)速

,然后由送風(fēng)口送入保溫試驗箱內(nèi)
,在箱內(nèi)進(jìn)行熱量交換
。熱交換后的空氣從回風(fēng)口進(jìn)入空氣處理室
,在蒸發(fā)器
、加熱器處進(jìn)行熱量交換,再進(jìn)入下一個循環(huán)

  步入式試驗室高溫設(shè)備工作時,可編程智能控制儀控制加熱系統(tǒng)的熱量輸出

,對系統(tǒng)進(jìn)行熱補(bǔ)償恒溫控制
。達(dá)到溫度要求的空氣經(jīng)離心風(fēng)機(jī)變頻調(diào)整風(fēng)速,然后經(jīng)孔板送風(fēng)口送入保溫試驗箱內(nèi),在箱內(nèi)進(jìn)行熱量交換
。熱交換后的空氣從回風(fēng)道進(jìn)入空氣處理室
,在加熱器處進(jìn)行熱量交換
,再進(jìn)入下一個循環(huán)。濕熱設(shè)備工作時
,可編程智能控制儀控制加熱系統(tǒng)的熱量輸出
加濕系統(tǒng)的加濕量輸出
,除濕系統(tǒng)的冷量輸出
,對系統(tǒng)進(jìn)行熱/濕補(bǔ)償恒溫/恒濕控制。從工作室回流的空氣在空氣處理室的除濕表冷器處進(jìn)行溫/濕度調(diào)節(jié)后
,在加熱器
加濕器處進(jìn)行熱/濕補(bǔ)償
。達(dá)到溫
、濕度要求的空氣經(jīng)離心風(fēng)機(jī)變頻調(diào)整風(fēng)速,然后經(jīng)送風(fēng)口送入試驗箱內(nèi)
,在箱內(nèi)進(jìn)行熱量/濕量交換
。熱/濕交換后的空氣從回風(fēng)道進(jìn)入空氣處理室
,在加熱器
、除濕表冷器
、加濕器處進(jìn)行熱/濕量交換
,再進(jìn)入下一個循環(huán)

  步入式試驗室的基本工作原理如圖2所示

  1.3、現(xiàn)場控制分系統(tǒng)

  溫濕度測量:Pt100+進(jìn)口靜電容量控制式溫濕度傳感器

  控制裝置:步入式試驗室溫濕度控制采用SDEI-CP200分布控制系統(tǒng),該系統(tǒng)控制采用10.4寸液晶電腦作為集中控制主機(jī)

,通過RS485總線與三個分區(qū)的本地控制器(3組)連接,采用RS485進(jìn)行數(shù)據(jù)交換
。各分區(qū)本地控制器采用可編程邏輯控制器
,采用自動化化控制系統(tǒng)
,可自動對制冷
、加熱等模塊調(diào)配
,保證在整個試驗過程中溫度、濕度控制在±2℃范圍內(nèi)
,可達(dá)到節(jié)能
、降低噪聲等目的
。檢測裝置可對進(jìn)行報警
,并提供詳細(xì)的故障顯示,并記錄產(chǎn)生和解除時間
。超大內(nèi)存,控制器提供大于1個月的歷史數(shù)據(jù)記錄空間
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?刂葡到y(tǒng)配置計算機(jī)通訊接口及計算機(jī)輔助

  控制系統(tǒng),可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

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?蓪崿F(xiàn)遠(yuǎn)程計算機(jī)機(jī)控制和本地觸摸屏同時監(jiān)控,由此提高試驗箱的可靠性

  通訊接口:通訊接口實現(xiàn)控制儀和監(jiān)控系統(tǒng)的連接

,保證了數(shù)據(jù)的實時傳輸,實現(xiàn)集中監(jiān)控
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?刂葡到y(tǒng)的控制信號可集成到實驗室控制系統(tǒng)中,通訊協(xié)議和控制電路可與實驗室控制系統(tǒng)配合

  數(shù)據(jù)記錄方式:采用USB接口形式

,插入U盤或移動硬盤儲存。并可通過計算機(jī)通訊接口在遠(yuǎn)程通過軟件處理成可用Office軟件處理的數(shù)據(jù)格式
,用Office軟件打印出所需的試驗趨勢圖和報數(shù)據(jù)表。

  運行方式:程序運行

,恒定運行
,定時開停機(jī)。

  變頻器:通過控制離心風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變循環(huán)空氣的流動速度

  1.4

、步入式試驗室制冷除濕系統(tǒng)

  除濕方法采用制冷冷凝法,制冷冷凝法之基本原理是將制冷系統(tǒng)的除濕器的表面溫度控制在循環(huán)空氣的露點溫度以下

,從而使通過其間的冷卻空氣低于露點溫度而析出所含水蒸氣以達(dá)到除濕之目的

  制冷冷凝法除濕采用多套25HP壓縮機(jī)所組所組成的單級氟利昂制冷系統(tǒng)。

  其中每一套除濕機(jī)組組成一組系統(tǒng)為一段獨立的試驗箱提供除濕

。除濕主要靠制冷除濕完成
,根據(jù)不同溫度下不同濕度工況選擇除濕蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度,蒸發(fā)器溫度的控制采用蒸發(fā)溫度控制器實現(xiàn)
,設(shè)計中采用了三套控制器
,它們的蒸發(fā)溫度分別是20℃
、5℃
、0℃
。如何啟動不同的蒸發(fā)溫度控制器是由控制系統(tǒng)根據(jù)試驗要求溫濕度工況自動選擇
。除濕蒸發(fā)器采用大片距鋁翅片結(jié)構(gòu)減少結(jié)霜對除濕效果的影響

  冷卻方式:套管式水冷冷凝器(低壓循環(huán))

、板式雙級聯(lián)式蒸發(fā)冷凝器(高壓循環(huán))

  1.5、步入式試驗室空氣循環(huán)加熱加濕系統(tǒng)

  空氣溫度控制方式:強(qiáng)制循環(huán)通風(fēng)

,平衡調(diào)溫法(BTHC)
。此方法為試驗箱常用控溫方式。該方法旨在壓縮機(jī)連續(xù)工作的情況下
,控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定之溫度點通過PID自動運算輸出的結(jié)果去控制加熱器的輸出量
,zui終達(dá)到試驗箱內(nèi)動態(tài)平衡

  空氣循環(huán)裝置:氣調(diào)式

,內(nèi)置式空氣循環(huán)裝置,采用變風(fēng)量全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(VAV)
,該系統(tǒng)可以根據(jù)工作負(fù)荷的變化及室內(nèi)參數(shù)的變化
,自動調(diào)節(jié)循環(huán)空氣的循環(huán)風(fēng)量,以滿足室內(nèi)工況要求

  內(nèi)置空氣處理循環(huán)裝置是完成空氣調(diào)溫的場所,滿足蒸發(fā)器

、加熱器
、離心風(fēng)機(jī)及風(fēng)道的裝配要求,由標(biāo)準(zhǔn)保溫庫板組合
、裝配而成,內(nèi)部保溫材料采用耐高溫的硬質(zhì)聚氨脂泡沫
。內(nèi)置空氣處理循環(huán)裝置由內(nèi)置空氣處理室
、制冷機(jī)組蒸發(fā)器、除濕器
、電加熱器、加濕分配器
、離心風(fēng)機(jī)及循環(huán)風(fēng)道組成

  空氣冷卻方式:多級膜片式空氣熱交換器

  空氣加熱方式:電加熱器,加熱采用主加熱器+輔助加熱器

,無觸點控制方式(SSR)

  空氣加濕方式:電熱蒸汽加濕

  外置電熱蒸汽加濕方式:采用外置電熱式蒸汽加濕器加濕

。加濕器采用電阻加熱原理
,由于試驗箱體積較大
,加濕量也較大,使用純凈水或去離子水成本較高
,且無法避免形成水垢
。需要選擇對水質(zhì)沒有特殊要求的加濕器,可直接使用自來水供水
。該類加濕器能確保水中礦物質(zhì)在蒸發(fā)過程中生成的水垢自動收集在水垢收集器中
,清洗后收集器可重復(fù)使用,不影響加濕器的加濕能力
,可防止水垢對加濕水路和加熱棒的影響
。加濕器內(nèi)置恒溫系統(tǒng)確保加濕器在開/關(guān)調(diào)節(jié)過程中迅速達(dá)到所需的加濕量,且加濕量在0%R.H~100%R.H范圍內(nèi)可的線性控制

  1.6

、步入式試驗室箱體結(jié)構(gòu)

  試驗箱結(jié)構(gòu)采用分體式組合結(jié)構(gòu)形式,由步入式保溫室體

、內(nèi)置式空氣循環(huán)裝置
、分體式制冷/除濕機(jī)組、電器控制柜(系統(tǒng))組成
。制冷機(jī)組置于一獨立房間或機(jī)箱內(nèi)
,可對制冷機(jī)組單獨采取減震減噪措施,也便于設(shè)備的安裝和維護(hù)
,電器控制柜置于試驗箱的旁控制室內(nèi)便于運行操作

  保溫室體由土建、輕型鋼構(gòu)

、聚胺脂保溫板圍護(hù)結(jié)構(gòu)組成
,室內(nèi)壁采用阻燃的隔熱材料拼裝構(gòu)成,庫板在室內(nèi)側(cè)為不銹鋼薄板
,外側(cè)鍍鋅彩鋼板
。隔熱材導(dǎo)熱系數(shù)λ值不大于0.024W/m·K,隔熱層厚度為150mm,地面均有保溫材料做絕熱處理
,地面設(shè)置有收集冷凝水的裝置及排水裝置
;室體材料滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求
,無毒無味
,無有害氣體釋放

  試驗室保溫箱體采用聚胺脂保溫冷板組合裝配而成

,組合成所需的保溫箱體,裝拆簡易
。保溫夾層采用高密度聚胺脂加高溫阻燃劑制成
,保證試驗箱高溫狀態(tài)時的安全
,見圖3

  所有保溫板均采用加硬鋼鐵制成之偏心拉力鎖扣互相扣緊,此拉力鎖扣由定位之鉤形鎖臂及一條鋼軸組成

,保證步入式試驗箱庫體結(jié)構(gòu)堅固耐用
,避免經(jīng)過經(jīng)常性高低溫試驗變化后產(chǎn)生保溫板變形
。庫板接合處為凹凸接口
,并有密封膠邊
,確保庫體密封

  2、結(jié)論

  步入式試驗室

、步入式高低溫濕熱試驗箱具有較高的實用性
、先進(jìn)性、可靠性和安全性
,數(shù)據(jù)傳輸可靠,為安全生產(chǎn)提供了保障
。上海航天電子通訊設(shè)備研究所已經(jīng)配置了該類步入式高低溫濕熱試驗箱
,計量滿足JJF1101-2003《環(huán)境試驗設(shè)備溫度、濕度校準(zhǔn)規(guī)范》
。已對特殊運輸車輛
、地鐵門和大型室外電氣設(shè)備實施了高溫
、低溫和濕熱等環(huán)境模擬試驗,試驗過程穩(wěn)定

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