恒溫恒濕試驗（yàn）箱是（shì）指能同時施加溫度、濕度應（yīng）力的試驗箱。隨著我（wǒ）國工業產品研製的需要，近幾年（nián）來，我國從國外引進了大批試驗係（xì）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，使得試驗箱在運行中出現（xiàn）了許多問題，而（ér）且（qiě）出現了問題不能及時解決，大大延長了試驗周期，影響了產品（pǐn）的研製工作（zuò）。而（ér）產生這些現象的原因是對綜合試驗箱的工作（zuò）原理不了解。為此，我們對試（shì）驗箱（xiāng）的基本工作原理作了（le）一些簡要闡述，並介紹如何對綜合試驗箱試（shì）驗設備的故障進行分析和判斷（duàn）。

     2.恒溫恒濕試（shì）驗箱的原理：

    恒溫恒濕試驗箱由製冷係統，加熱係統，控（kòng）製係統（tǒng），濕度係統，空氣循環係統，和傳感器係統等組成， 上述係統分（fèn）屬電氣和機械製冷兩大方麵（miàn）。下麵（miàn）初步敘述幾個主要係統（tǒng）的工作原理和工作過（guò）程：

    2.1 製冷係統：

    製冷（lěng）係統是恒溫恒濕試驗箱的關鍵部分之一。一般來說，試驗箱的製冷方式都是機械製冷以（yǐ）及輔助液氮製冷，機械製冷采用蒸氣壓縮式製冷，該（gāi）製（zhì）冷方式是人工製冷中應用廣泛而又經濟的（de）製冷方式（shì）之一。蒸氣壓縮式製冷型式有（yǒu）：單級製冷、多級製冷和複疊（dié）式製冷，它們主要由壓縮機，冷凝器，節流機構和蒸發器組成。由於（yú）我們試驗的溫（wēn）度低溫要達到-55℃，單級製冷難以滿足要求，因此綜合試驗箱的（de）製冷方式一般采用複疊式製（zhì）冷。下麵以意大利ACS公（gōng）司生產的綜合試驗箱的製冷係統為例作（zuò）一簡要介（jiè）紹，圖2為該製冷係統簡化圖。它由兩部分（fèn）組成，分別稱為高溫部分和低溫部（bù）分（fèn），每一部分都（dōu）是一個相對獨立的製冷係統。高溫部分中製冷（lěng）劑（HP80）的蒸發（fā）吸收來（lái）自低溫部分的製冷劑（jì）（R23）的熱量而汽化；低溫部分製冷劑的蒸發則從被冷卻的（de）對象（試驗箱內的空氣）吸熱以獲取冷量。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發器，也是低溫部分的冷凝器。ACS試驗箱（xiāng）的高溫部（bù）分製冷劑采（cǎi）用中溫製冷劑HP80，低溫部分（fèn）製冷劑（jì）采用低溫製冷劑R23，箱（xiāng）內溫度能達到-70℃。

    2.2 加熱係統：

    恒溫恒濕試驗箱的加熱係統相對製冷係統而（ér）言（yán），是比較簡單的。它主要由大功率電阻絲組成。由於試驗箱要求的升溫速率較大，因此試驗箱的加熱係統功率都比較大，而且在（zài）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（le）試驗箱的升降溫速率，精度等重要指標。現有試驗箱（xiāng）的控製器大都采用PID控製，也有少部分采用PID與模糊控製相結合的控製方式。由於控製係統基本上屬（shǔ）於軟件的（de）範疇，而且此部分在使用過程中，一般不會出現問題，因此（cǐ），本文不對控（kòng）製係統作太多的介紹。

    2.4 濕度係統：

    濕（shī）度係統分（fèn）為加濕和除濕兩個子係統。

    恒溫恒濕（shī）試驗箱的除濕（shī）方式有兩種：機械（xiè）製（zhì）冷除濕和幹（gàn）燥器除濕（shī）。機械製冷（lěng）除濕的除濕原理（lǐ）是將空氣冷卻到露點溫度以下，使大於飽和（hé）含濕量的（de）水氣凝結析（xī）出，這樣就降（jiàng）低（dī）了濕度。幹燥器除濕是利用氣泵將試驗箱內的空氣抽出，並（bìng）將幹燥的空氣注入，同時將濕空氣送（sòng）入（rù）可循環利（lì）用的幹燥器進行幹燥，幹燥完後又送入試驗箱內，如此反複循環進行除濕。現在大部分綜合（hé）試（shì）驗箱（xiāng）采用前一種除濕方法。後一種的除濕方法，可以（yǐ）使露點溫度達到0℃以下，適用於有特（tè）殊要求的場合，但費用較貴。
    2.5空氣（qì）循環係統（tǒng）空（kōng）氣循環係統一般由離（lí）心式風扇（shàn）和驅動（dòng）其運轉的電機構成。它提供了試驗箱內空氣（qì）的循環。
 

    3. 故障的分析判斷

    由於 恒溫恒濕（shī）試驗箱（xiāng）是（shì）一個既有電氣又（yòu）有製冷（lěng）機械（xiè）等多個（gè）係統組成的設備，因此，一旦設（shè）備出現問題，一定要全麵地對整個設備進行檢查和綜合分析。一般來說，分析（xī）判斷的過程可以先"外"後（hòu）"裏"。即首先排除（chú）外部因素，如冷卻水、供電等，在完全排除外部因素後（hòu），根據故障現象，對設備進行先係統分（fèn）解後（hòu）係統綜合（hé）的分析判斷（duàn），可以（yǐ）采用倒推的方法查（chá）找故（gù）障原因：首先按照電氣接線圖查（chá）找是否電氣係（xì）統的問題，後查找是否製冷係統的問題。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（jiē）段出（chū）現了溫（wēn）度保持不住的現象，其溫（wēn）度曲線大（dà）致如圖3。

    對該故障現象進行分析：
    1）試（shì）驗箱能夠製冷，說明外部因素-冷卻水的問題可（kě）以排除。
    2） 由（yóu）於是溫度保持不住，觀察製冷壓縮機在試驗箱運行過程中（zhōng）是否能夠正常啟動，壓（yā）縮機在（zài）試驗箱運行過（guò）程中都能（néng）夠啟動，說明從主（zhǔ）電源到各壓縮機的電氣線路（lù）正常，電（diàn）氣係統方麵也沒有問題。
     3） 電氣係統沒有（yǒu）問題（tí），繼續檢查製冷係統。首先檢查（chá）兩組製冷機組的排氣和吸氣壓力，發現主機組的（de）低溫（R23）級壓縮機的（de）排氣和吸氣壓力都較正常值（zhí）偏低，而且（qiě）吸氣壓力呈抽真空狀態，說明主製（zhì）冷機組的製冷劑量不足（zú）。用手摸主機組R23壓縮機的排氣和吸氣管路，發現排氣管路的溫度不高，吸氣（qì）管路的溫度也不（bú）低（未結霜），這也說明了（le）主機組的R23製冷劑缺乏，係統漏氟。
     4） 為確定（dìng）故障原（yuán）因，恒溫（wēn）恒濕試（shì）驗箱的控製過程（chéng）進一步確認故障原因，該試驗箱擁有兩套製冷機組，一為主機組，另一為輔助機組。在降溫（wēn）速率較大時，兩組機組同時工作，在溫（wēn）度（dù）保持階（jiē）段初期，兩（liǎng）組機組依（yī）然同（tóng）時工作（zuò）。待溫度初步穩定下來，輔助機組停止工作，由主機組來（lái）維持溫度的穩定。如果主機組的（de）R23泄（xiè）漏，會使主機組製冷效果不（bú）大，由於降溫過程中，兩組機組同時（shí）工作，故沒有溫度（dù）穩定（dìng）不住（zhù）的現象，而（ér）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（zhǔ）機組又無製冷作用，試驗箱內的空氣就會緩慢上（shàng）升，當溫（wēn）度上升到一定程度，控（kòng）製係統就會啟動輔助機組來降溫，將溫度下降至設定值（zhí）（-55℃）附近，然後輔助機組又停止工作，如此反（fǎn）複，便會出現如圖3所示的故障現象。至此，已確認為產生故障的原因是主機（jī）組（zǔ）的（de）低溫（R23）級機組的製（zhì）冷劑R23泄漏。
     5） 對製（zhì）冷係統進行查漏，用檢漏儀和肥皂水相結合的方法檢查，發現是一熱氣旁（páng）通電磁（cí）閥的閥杆開裂了一約1cm的細縫。更（gèng）換此電磁閥後，對係統（tǒng）重新充氟，係統運行正常。由上文可以看出，對該故障現象的分析（xī）和判斷基本上（shàng）是由易至難，先"外"後（hòu）"裏"，先"電氣"後（hòu）"製冷"的脈絡進行分析和判斷的，熟悉和了解試驗箱的（de）原（yuán）理（lǐ）和工作過程是分析故障和判斷故障的基礎。

     5.結（jié）束語

    綜上所述，隻有深入了（le）解 恒溫恒濕（shī）試驗箱（xiāng）的工作原理和工作過程，才能迅（xùn）速地解決試驗箱在運行過程中出現的（de）問題。希望本文能夠對從事環（huán）境設備管理運行維護人員有所裨益，共同推動我（wǒ）國環境工（gōng）程的發展。