恒溫恒濕箱的工作原理主要涉及溫度控制和濕度控制兩個方面,具體依賴于其內部的多個系統協同工作。以下是詳細的工作原理介紹:
一、溫度控制
1、制冷系統
工作原理:制冷系統通常采用蒸汽壓縮制冷法,主要由冷凝器、壓縮機、節流機構和蒸發器組成。液態制冷劑在蒸發器中吸收空氣的熱量并開始蒸發,造成制冷劑與空氣之間形成一定的溫度差,使空氣被降溫。隨后,氣態制冷劑被壓縮機吸入并壓縮,壓力和溫度增加,然后通過冷凝器吸收熱量,凝結成液體。通過膨脹閥(或毛細管)節流后,制冷劑變成低溫低壓狀態,再次進入蒸發器,完成制冷劑循環過程。
制冷方式:由于試驗環境的低溫要求通常需要達到-55℃以下,單一制冷難以滿足要求,因此試驗箱的制冷方式一般采用復疊式制冷。復疊式制冷系統由高溫和低溫部分組成,每部分是一個單獨的制冷系統,通過蒸發冷凝器聯系起來。
2、加熱系統
工作原理:加熱系統相對簡單,主要由大功率電阻絲組成。當實際溫度低于設定溫度時,控制系統會啟動加熱系統,通過電熱元件提高溫度。
3、控制系統
作用:控制系統是試驗箱的核心部分,決定了試驗箱的升溫速率、精度等重要指標。
工作原理:控制系統通過溫度傳感器監測實際溫度,并與設定溫度進行比較。當實際溫度高于設定溫度時,控制系統會啟動制冷系統;當實際溫度低于設定溫度時,會啟動加熱系統。
二、濕度控制
1、濕度系統
工作原理:濕度系統分為加濕和除濕兩個子系統。當實際濕度低于設定濕度時,控制系統會啟動加濕器,增加箱體內的濕度;當實際濕度高于設定濕度時,會啟動去濕器,降低箱體內的濕度。
加濕方式:加濕器通過增加空氣中的水蒸氣來提高濕度。
除濕方式:除濕器通常采用機械制冷除濕或干燥器除濕。機械制冷除濕的原理是將空氣冷卻到露點溫度以下,使大于飽和含濕量的水汽凝聚析出,從而降低濕度。干燥器除濕則是利用氣泵將試驗箱內的空氣抽出,并將干燥的空氣注入。
2、空氣循環系統
組成:空氣循環系統通常由離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。
工作原理:風機負責將空氣從回風口吸入,空氣經過蒸發器(降溫、除濕)、加濕器(加濕)、電加熱器(升溫)后,經送風口到達用戶指定的空間。送出的空氣與空間內的空氣混合后,再回到回風口,形成循環。
三、電器自控系統
組成:電器自控系統包括電源部分和自動控制部分。
工作原理:溫濕度控制器將回風的溫濕度與用戶設定的溫濕度進行對比,自動運行壓縮機(降溫、除濕)、加濕器、電加熱(升溫)等元件,實現恒溫恒濕試驗的自動控制。