一、前言

     高低溫交變濕熱試驗箱是用人工的方法改變空氣參數，使其實現規則變化或恒定在某一精度范圍內的設備。箱內的空氣含有水分，當其溫度（t）變化時，水蒸氣的含量也要隨著變化，即濕度（用含濕量d或相對濕度中表示）也要變化。當前國內試驗箱都采用表面冷卻器與電加熱器配合改變溫度，用加濕器與表冷器配合改變濕度。而表冷器多數采用氟里昂直接蒸發式的。因此各模擬大氣環境過程實質為冷卻去濕、加熱、加濕源自動有序工作的綜合過程。

    二、過程分析

    按GB2423.4-81標準和IEC標準的要求，交變濕熱箱溫濕度的變化分為四段過程.
    1、升溫過程

    升溫熱源都采用電加熱器，升溫速度的(de)快慢(man)只要(yao)控制加熱量的(de)大小即可。空氣溫度升高相對(dui)濕度降低，要(yao)保持該(gai)過(guo)程相對(dui)濕度在95%R.H以上(shang)，就必須有足夠(gou)的(de)加濕量。所以升溫過(guo)程只要(yao)能(neng)保證快速升溫時加濕量足夠(gou)就行(xing)了(le)。其過(guo)程莫爾圖(tu)見圖(tu)1： 

    2、高溫高濕過程

    ;該過程溫度(du)(du)一般都在40℃或(huo)55℃以上，濕度(du)(du)在90%以上。試(shi)驗(yan)時多(duo)數(shu)試(shi)件要發熱(re)，試(shi)驗(yan)箱本身的空(kong)氣循環終也要轉化為熱(re)。空(kong)氣循環風機(ji)轉化熱(re)為：

    試(shi)驗(yan)標準規(gui)定(ding)試(shi)驗(yan)過程不(bu)凝露，因而試(shi)驗(yan)箱的保(bao)溫(wen)性能都設計(ji)得(de)很(hen)好(hao)。上(shang)述兩項熱量通過箱壁無(wu)法(fa)全部散掉，實現試(shi)驗(yan)室(shi)自(zi)然，散熱恒溫(wen)，所(suo)以該(gai)過程也得(de)使(shi)用人工冷(leng)卻。

    從莫(mo)爾圖2上(shang)得知(zhi)，冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)(cheng)有兩(liang)種線(xian)。當表(biao)冷(leng)(leng)器表(biao)面溫(wen)度稍低于t1（K點(dian)的露(lu)點(dian)）時，沿K-4t1進行。這(zhe)是一(yi)個(ge)干式冷(leng)(leng)卻(que)過(guo)程(cheng)(cheng)，空氣從K點(dian)沿等濕(shi)(shi)線(xian)冷(leng)(leng)卻(que)到露(lu)點(dian)溫(wen)度（t1）.然(ran)后再(zai)被送(song)入箱(xiang)內(nei)工作(zuo)空間，吸收前述兩(liang)種熱(re)量升溫(wen)至工作(zuo)點(dian)K.整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)(cheng)濕(shi)(shi)度不變，因(yin)而(er)不用加(jia)(jia)濕(shi)(shi)，為理(li)想過(guo)程(cheng)(cheng).但是在高(gao)濕(shi)(shi)情況下，K點(dian)與其露(lu)點(dian)t1差△t很(hen)小，一(yi)般(ban)只有1~2℃.若要帶走較多的余熱(re)，只有加(jia)(jia)大(da)風量和(he)隨之增大(da)表(biao)冷(leng)(leng)器的面積。目前國內(nei)設備都采用冷(leng)(leng)水或直接蒸發(fa)的表(biao)冷(leng)(leng)器，表(biao)面溫(wen)度都無法接近(jin)露(lu)點(dian)溫(wen)度，因(yin)此也(ye)不太(tai)可能實現這(zhe)一(yi)理(li)想過(guo)程(cheng)(cheng)。

    當表冷器表面溫度低于t1換熱又不充分時，過程沿K→1進行。當表冷器表面溫度更低、換熱也很充分時，就會沿K→1'進行。一般多為K→1過程，而采用直接蒸發式表冷器設備，多半要沿K +1'進行。但無論哪種都是個減焓降溫去濕過程。為了保證工作間濕度，都必須補濕。圖2表明1點的溫度越低，去濕加濕量越大.所以在用氟里昂直接蒸發的表冷器設備中，有先天缺陷：
    ①造成大量的電能浪費.
    ②為了提高蒸發溫度、造成氟系統復雜和不合理，壓縮機回氣溫度過高無法工作。
    ③冷卻和加濕難以匹配，當負載變化時，不易實現自動匹配，往往造成過程失調，不能保證試驗箱的性能.
    3、降溫過程
    GB和IBC標準規定從40℃或55℃降至25℃，濕度保持在95%R. H以上，時間為3至6.小時。如表冷器表面溫度稍低于t1的情況下，實現過程并不困難，其降溫曲線如圖3，從高溫高濕點K按.1、2、3.....循環下降。對氟里昂直接蒸發系統，因蒸發溫度大大低于t1點，造成保持95%RH以上高濕的困難，一般只能保持在85%RH以上。這非但達不到標準，而且電能浪費很大。
    4、低溫高濕過程

    該過程與高溫高濕過程基(ji)本(ben)一(yi)樣，因為是恒溫在低(di)(di)溫下（相對高(gao)很而言），所以更容易實(shi)現。其莫爾圖(tu)也與高(gao)溫高(gao)濕相似(si)。但應該注意;這(zhe)仍然(ran)是個綜合(he)過程.如(ru)果(guo)低(di)(di)溫下要求低(di)(di)濕，這(zhe)反而困難了很多。目前(qian)國內還未曾見到這(zhe)樣的設(she)備，而國外(wai)可達(da)10%R.H/10℃了。

    三、改進方法

    以(yi)上分析由恒溫(wen)段不(bu)難看(kan)出，理想的(de)過程(cheng)是實(shi)(shi)現(xian)干式冷(leng)卻，見圖(tu)2中(zhong)Kt1過程(cheng)。面升溫(wen)和降(jiang)溫(wen)段可視(shi)為無數個連續變化著的(de)恒溫(wen)過程(cheng)所組成(cheng)(cheng).若把每個加熱、冷(leng)卻后的(de)溫(wen)變都控制在露點(dian)(dian)上，即?=100%R. H的(de)飽和線上，實(shi)(shi)現(xian)了(le)佳工作過程(cheng)。“間接(jie)冷(leng)卻和露點(dian)(dian)控制系統(tong)”較好(hao)地解(jie)決了(le)這(zhe)個問題(ti)。看(kan)原理圖(tu)4，圖(tu)中(zhong)1、3、4、7等組成(cheng)(cheng)了(le)間接(jie)拎卻系統(tong)，載冷(leng)劑(ji)乙二醇(chun)溶液沸點(dian)(dian):197.3℃凝固(gu)點(dian)(dian)為33℃.因而使表(biao)冷(leng)器(qi)能在高溫(wen)下工作，實(shi)(shi)現(xian)了(le)干式冷(leng)卻。又(you)因它凝固(gu)點(dian)(dian)低(di)，又(you)可以(yi)將(jiang)濕熟(shu)箱的(de)溫(wen)度范圍擴展到(dao)負溫(wen)。

    水處理箱6、機組5.加熱器10、泵9（風機）、溫控4組成露點控制系統。將水處理箱的溫度設定在試驗室內工作溫度的露點溫度上。空氣經過濾由9送人6內，在6內經陶瓷過濾和溫度的雙重作用下被分成小氣泡，通過水的作用又變威飽和氣體。然后被送入試驗箱內，實現了各種溫度下的露點加濕或去濕。

    四、結論

    1、隨著生產發展，單一的濕熱箱正在被多功能的高低溫濕熱試驗箱取代。國外已出現溫濕度為40（或~ 70）~+100℃ ，10%~98%R . H/+ 10~+95℃的試驗箱。目前國內箱子都用冷水和氟直接蒸發的表冷器，應抓緊試制間接冷卻露點控制系統箱子。
    2、為了保證干式冷卻，表冷器面積應設計得足夠大，通過表冷器的風速也越骶越好。
    3、露點控制，試驗箱內的送風溫差受到限制，試件負荷大時，可加大風量，增加換氣歡數。在多數情況下，試驗設備負載都不穩定，因此宜采用大風量低風壓調速風機。
    4、以上措施配以適當的電控系統和計算機，可獲得超過GB和IEC標準的高精度高低溫高低溫交變濕熱試驗箱。
     高低溫交變濕熱試驗箱是電工電子產品環境試驗的基礎設備，應用面很廣，面且設備裝機容量大者較多，運行時間長（2~56天）.如果該類設備都能采用該系統，就可避免重復能耗，其節能效果是極為可觀的。