恒温恒湿试验房是一种用于模拟和控制特定环境条件的设备,它能够精确地控制温度和湿度,以测试产品在不同环境条件下的性能和稳定性。
一、温度控制系统
1、加热原理
(1)电加热方式:这是常见的加热方式之一。在试验房内安装有电加热器,通常采用电阻丝加热或电热管加热。当需要提高房内温度时,控制系统会接通加热器的电源,电流通过电阻丝或电热管时会产生热量,这些热量通过对流和辐射的方式传递给试验房内的空气,使空气温度升高。
(2)Peltier元件加热(用于精细控温):在一些对温度精度要求高场合,会使用Peltier元件进行加热。Peltier元件是一种热电偶元件,当电流通过时,在元件的一端吸收热量,另一端释放热量。将其安装在合适的位置,可以通过调节电流的方向和大小来实现精准的加热控制。
2、制冷原理
(1)蒸汽压缩式制冷:这是传统的机械制冷方式,类似于家用冰箱的制冷原理。主要部件包括压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器。压缩机将制冷剂气体压缩成高温高压气体,然后送入冷凝器。在冷凝器中,制冷剂向周围环境释放热量,冷凝成液体。液态制冷剂经过节流装置后,压力降低,进入蒸发器。在蒸发器中,制冷剂液体吸收试验房内的热量而汽化,从而使房内温度降低。汽化后的制冷剂再被压缩机吸入,开始下一个制冷循环。
(2)吸收式制冷(适用于特殊工况):吸收式制冷利用热能驱动,主要由发生器、吸收器、冷凝器和蒸发器组成。以氨-水-氢系统为例,在发生器中,氨和水的混合液被加热后,氨气逸出。氨气在冷凝器中被冷却凝结成液态氨,液态氨经过节流装置进入蒸发器。在蒸发器中,液态氨吸收试验房内的热量而蒸发,使房内温度降低。蒸发后的氨气被吸收器中的水吸收,形成的溶液再回到发生器中进行加热循环。

二、湿度控制系统
1、加湿原理
(1)超声波加湿:超声波加湿器是利用超声振动原理将水雾化。加湿器内部的振荡电路产生高频振动,将水分子打散成微小的颗粒,形成水雾。这些水雾通过风扇吹入试验房内,使房内空气湿度增加。这种方式加湿速度快、效率高,且产生的水雾颗粒细小,不会对试验样品造成太大的影响。
(2)蒸汽加湿:蒸汽加湿是通过将水加热至沸腾,产生蒸汽,然后将蒸汽输送到试验房内来增加湿度。例如,使用电锅炉将水加热产生蒸汽,蒸汽通过管道和喷头均匀地分布在试验房内。这种方法可以提供大量的水蒸气,适用于需要大幅度增加湿度的情况。
2、除湿原理
(1)冷冻除湿:冷冻除湿是利用空气中的水蒸气在遇冷时会凝结成水滴的原理。试验房内的空气通过冷却装置(如蒸发器),水蒸气遇冷凝结在蒸发器表面,形成水滴落下。干燥的空气再经过加热装置升温后送回试验房。这种方式可以将空气湿度降低到较低的水平,并且可以通过调节蒸发器的温度来控制除湿的程度。
(2)转轮除湿:转轮除湿机内部有一个不断转动的除湿转轮,转轮由特殊的吸湿材料制成。空气通过转轮时,水蒸气被吸湿材料吸附,从而使空气湿度降低。当转轮的一部分区域吸附饱和后,另一部分区域会转到再生区,在再生区,通过加热使吸湿材料中的水分蒸发,恢复吸湿能力。这样,转轮不断旋转,持续除湿。
三、控制系统
1、传感器监测:在试验房内安装有高精度的温度传感器和湿度传感器。温度传感器可以采用热电偶、PT100等类型,用于实时测量房内的温度;湿度传感器可以是电容式、电阻式等,用于准确测量空气的湿度。这些传感器将测量到的物理量转换为电信号,传输给控制系统。
2、控制器调节:控制系统接收到传感器传来的信号后,与设定的温度和湿度值进行比较。如果实际温度或湿度与设定值有偏差,控制系统会根据偏差的大小和方向,通过调节加热、制冷、加湿或除湿设备的输出功率或运行时间,来调整试验房内的温湿度,使其达到并保持在设定的范围内。例如,如果温度低于设定值,控制系统会增加加热器的功率或者延长加热时间;如果湿度高于设定值,会启动除湿装置或者减少加湿量。
3、安全保护功能:恒温恒湿试验房还具备一系列的安全保护功能。例如,当制冷系统出现故障导致温度过高时,会触发过热保护装置,停止制冷系统的运行;当加湿系统出现漏水等情况时,会有水位检测装置发出警报并停止加湿;另外,还有过载保护、短路保护等功能,确保设备的安全运行。