恒溫恒濕試驗箱是指（zhǐ）能同時施加溫度、濕度應（yīng）力（lì）的試驗（yàn）箱。隨著我國工業產品研（yán）製的需要，近幾年來，我國從國外引進了大批試驗係統，為我國工業產品的研製和定型發揮了重要作用。但由於其本身的複雜性，使得試驗（yàn）箱在運行中（zhōng）出現了許多問題，而且出現（xiàn）了問題不能及時解決，大（dà）大延長（zhǎng）了（le）試驗周期，影響了產品的研製工作。而產生這些現象的原因是對綜合試驗箱的（de）工作原理不了（le）解。為此，我們對試驗箱的基本工（gōng）作原（yuán）理作了一些簡要闡述，並介紹如何對（duì）綜合試驗箱試驗設備的故障進（jìn）行分（fèn）析和判斷。

     2.恒溫恒濕試驗箱（xiāng）的原理：

    恒溫（wēn）恒濕試驗箱由製冷係統，加熱（rè）係統，控製係統，濕度係統，空氣（qì）循環係統，和傳感（gǎn）器係統等組（zǔ）成， 上述係統分（fèn）屬電氣和機械製冷兩（liǎng）大方麵（miàn）。下麵初步敘述幾個主要係統的工作原理和工作過程：

    2.1 製冷（lěng）係統（tǒng）：

    製（zhì）冷係統是恒溫恒濕試驗箱的關鍵部分之一（yī）。一般來（lái）說，試驗箱的製冷方式都是（shì）機械（xiè）製冷以及輔助液（yè）氮製冷，機械製冷采用蒸氣壓縮式製冷，該製冷方式是人工製冷中應用（yòng）廣泛而又經濟的製冷方式之一。蒸氣壓縮式製冷型式有：單級製冷、多級（jí）製冷和複（fù）疊式製冷，它們主要由壓縮機，冷凝器（qì），節流機構和蒸發器組成。由於我們試驗的溫度低溫要達到（dào）-55℃，單級製（zhì）冷難以滿足要求，因此綜合試驗箱的製冷方式一（yī）般采用複疊式製冷。下麵以意大利ACS公司生產的（de）綜合試（shì）驗箱的製冷係統為（wéi）例作一簡要介（jiè）紹，圖2為該製冷係統（tǒng）簡化圖。它由兩部（bù）分組成，分（fèn）別稱為高溫部分和低溫部（bù）分，每一部分都是（shì）一個相對獨立的製冷（lěng）係統。高溫部分中製冷劑（HP80）的蒸發吸收來自低（dī）溫部分的製冷劑（R23）的熱量而汽化；低溫部分製冷劑的蒸發則從被冷卻的對象（試驗箱內（nèi）的空氣）吸熱以獲（huò）取冷量（liàng）。高溫部分和低溫部分之間是用一個蒸發冷凝器聯係起來的，它既是高溫部分的蒸（zhēng）發器，也是低溫部分的冷凝器。ACS試驗箱的高溫部（bù）分製冷劑采用中（zhōng）溫製冷劑HP80，低溫部分製冷劑采用低溫製冷劑R23，箱內溫度能達到-70℃。

    2.2 加熱係（xì）統：

    恒溫（wēn）恒濕試驗箱的加熱係（xì）統相對（duì）製（zhì）冷係統而言，是比（bǐ）較簡單的。它主要由大功率電阻絲組（zǔ）成。由於試驗箱要求的升溫速（sù）率較大，因此（cǐ）試驗箱的加熱（rè）係統功率都比較大（dà），而且在試驗（yàn）箱的底板也設有加熱器。

    2.3 控製係統：

    控製部分是綜合試驗箱的核心，它決定了試驗箱的升降溫速（sù）率，精度等重（chóng）要指標。現有試驗（yàn）箱的控（kòng）製器大都采用PID控製，也有少部分采用PID與模糊控（kòng）製相結（jié）合的控製方（fāng）式。由於控製係統基本上屬於軟件的範疇，而且此部分在使用（yòng）過程中（zhōng），一般不會出現問題，因此，本文不對控製（zhì）係統作太多的介（jiè）紹。

    2.4 濕度係統：

    濕度係統分為加濕和除濕兩個子係（xì）統。

    恒溫恒濕試驗箱的除濕方式有兩種（zhǒng）：機械（xiè）製冷除濕（shī）和幹燥器除濕。機（jī）械製冷（lěng）除濕的除濕（shī）原理是將空氣冷卻（què）到露點溫度以下，使大於飽和含濕量的（de）水氣凝結（jié）析出，這樣就降低了濕度。幹燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內的空氣抽出，並將幹燥的（de）空氣注入，同時將濕（shī）空氣送入可循環利用（yòng）的幹（gàn）燥器進行幹燥，幹燥完後又（yòu）送入試驗箱內，如此（cǐ）反複循環進行（háng）除濕。現（xiàn）在大部分綜合試驗箱采（cǎi）用前一種除濕方法。後一種的除濕方法，可以使露點溫度達到0℃以下，適用於有特殊（shū）要求的場合，但費用較貴。
    2.5空氣（qì）循環係統空氣（qì）循環係（xì）統一般由離心式風扇和驅動其運轉的電機構成。它提供了試驗箱內空氣的循（xún）環。
 

    3. 故障的分析判斷

    由於 恒溫恒濕試驗箱是一個既有電氣又有製冷機械等多個（gè）係統組成的設備，因此，一旦（dàn）設備出現問題，一定要（yào）全麵地對（duì）整個設（shè）備進行檢查和綜合分（fèn）析。一般來說，分析判斷的過程可以（yǐ）先"外"後"裏"。即首先排除外部因素，如冷卻水、供電等，在完（wán）全排除外部因（yīn）素後，根據故障現象，對（duì）設備進行先係統分解後係統綜合的分（fèn）析判斷，可以采用倒推的方法查找故障原因：首（shǒu）先按（àn）照電氣接（jiē）線圖查（chá）找是（shì）否電氣係統的問題，後查找是否製冷（lěng）係統的問題。表1提供了一些常見故障的分析表

    4.典型故障分析－－－－－－－－

    一試驗箱在-55℃低溫保持階段出現了溫度保持不住的現（xiàn）象，其溫（wēn）度曲線大致如圖3。

    對該故障現（xiàn）象進行分析（xī）：
    1）試驗箱能夠製冷（lěng），說明外部因素-冷卻水的（de）問題可以排除。
    2） 由於是（shì）溫度保持不（bú）住，觀察（chá）製冷壓縮機在試驗箱運行過程中是否能夠正常啟動，壓縮機在試驗箱運行過程中都能夠啟動（dòng），說明從主（zhǔ）電源（yuán）到各壓縮機（jī）的電氣線路正常，電氣係統方麵也沒有問題。
     3） 電氣係統沒有問題，繼續檢查製冷係統。首先檢查兩組製冷機組的排氣和吸氣壓力，發現主機組的低溫（R23）級壓縮機的排氣和吸氣壓力都較正常值偏低，而且吸氣壓力呈抽真空狀（zhuàng）態，說明（míng）主製（zhì）冷機組的製冷劑量不足。用手摸主機組R23壓縮機的排氣（qì）和吸（xī）氣管路，發現排氣管路（lù）的溫度（dù）不（bú）高，吸氣管路的溫度也不低（未結（jié）霜），這也（yě）說明了主機組的R23製冷劑（jì）缺乏，係統（tǒng）漏氟。
     4） 為確定故障（zhàng）原因（yīn），恒溫恒（héng）濕試（shì）驗箱的控製過程進一步確認故障原因，該試驗箱擁（yōng）有兩套製冷機組，一為主（zhǔ）機組，另一為輔助機組。在降（jiàng）溫速率較大時，兩（liǎng）組機組同時工作，在溫度保持階段初期，兩組機（jī）組依然同時工作。待溫度初步穩（wěn）定下來，輔助機（jī）組停止工作，由主機組來維持溫度的穩定。如果主機組的R23泄漏，會使主機組製（zhì）冷效果不大，由於降溫過程中，兩組機組同時工作，故沒有溫度穩定不住的（de）現象（xiàng），而隻是降溫速率降低。在溫度保持階段，一旦輔助機組停止工作，主機組又無製冷作用，試驗箱內的空氣就會緩慢上升，當溫度上升到一定程度，控製係統就會啟動輔助機組來降溫，將溫（wēn）度下降至設（shè）定值（-55℃）附近，然後輔（fǔ）助機組又停止工作，如此反複，便會出（chū）現如（rú）圖3所示的故障現象。至此，已確認為產生故障的原因是主機組的低溫（R23）級機組的製冷（lěng）劑R23泄漏。
     5） 對製冷係統進行查漏，用檢漏儀和（hé）肥皂水相結合的方法檢查，發現是一熱氣旁通電磁（cí）閥的閥杆開裂了一約1cm的（de）細縫。更換此電磁閥後（hòu），對係統重新充氟，係統運行（háng）正常。由上文可以看出，對該故障現象的分析和判斷基本上是由易至難，先"外"後（hòu）"裏"，先"電氣"後"製冷"的脈絡進行分析和判（pàn）斷的，熟悉和（hé）了解試驗箱的原理和工作過程是分析故（gù）障和判斷故障的（de）基礎。

     5.結束語

    綜上所（suǒ）述，隻有深（shēn）入了解 恒溫恒濕試驗箱（xiāng）的工作原理和工作過程，才能迅速地解決試驗箱在運行過程中出現的問題。希望本文（wén）能（néng）夠對從事環境設備管理運行維護人員有（yǒu）所裨益（yì），共同推動我國（guó）環境工程的發展。