上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司了解發(fā)現(xiàn)生物醫(yī)藥、電子工業(yè)等領(lǐng)域，需恒溫恒濕箱提供穩(wěn)定環(huán)境以供樣品試驗(yàn)、保存，而溫濕度控制是恒溫恒濕箱的核心?？刂凭鹊母叩团c恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)、電熱補(bǔ)償系統(tǒng)和加濕系統(tǒng)的特性及匹配有關(guān)，還與控制算法有密切關(guān)聯(lián)。恒溫恒濕箱的溫濕度調(diào)節(jié)原理是: 采用制冷機(jī)組對(duì)箱內(nèi)空氣進(jìn)行降溫除濕后，再利用電加熱或電極、蒸汽加濕器分別進(jìn)行再熱升溫和濕度補(bǔ)償，以達(dá)到設(shè)定溫度和濕度。
目前，上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司就傳統(tǒng)恒溫恒濕箱的溫度調(diào)節(jié)主要是通過定頻制冷壓縮機(jī)啟?？刂疲?/span>壓縮機(jī)常開外加電加熱補(bǔ)償?shù)确绞竭M(jìn)行，但該控制方式嚴(yán)重影響恒溫恒濕箱制冷系統(tǒng)的可靠性，特別是恒溫恒濕箱在高溫環(huán)境運(yùn)行或箱內(nèi)溫濕度設(shè)定較為極端時(shí)( 如高溫低濕及低溫高濕) ，易造成制冷壓縮機(jī)排氣溫度過高、壓縮機(jī)使用壽命降低等問題。因此，在控制總成本的情況下，改進(jìn)恒溫恒濕箱制冷系統(tǒng)溫濕度調(diào)節(jié)，是亟待攻克的關(guān)鍵技術(shù)。本文上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司闡述箱內(nèi)溫濕度、制冷系統(tǒng)、電加熱及蒸汽加濕等試驗(yàn)，通過檢測壓縮機(jī)的吸排氣壓力及溫度、壓縮機(jī)機(jī)殼溫度等，分析吸氣噴液對(duì)定頻壓縮機(jī)常開運(yùn)行工況的排氣溫度等參數(shù)的影響。
1 溫濕度穩(wěn)定時(shí)間
相同溫濕度工況下，常規(guī)恒溫恒濕箱達(dá)到設(shè)定溫濕度所需穩(wěn)定時(shí)間，比吸氣噴液恒溫恒濕箱更短。這是因?yàn)楦倪M(jìn)后的制冷系統(tǒng)，部分液態(tài)制冷劑直接節(jié)流進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣口，用于降低吸氣過熱度，而使蒸發(fā)器制冷量略降低，因此降溫和除濕所需時(shí)間延長。低溫高濕工況時(shí)，改進(jìn)前后的制冷系統(tǒng)均先降溫，由于蒸發(fā)溫度過低，降溫同時(shí)必然除濕，因此電熱、蒸汽加濕器同時(shí)啟動(dòng)，在帶入蒸汽同時(shí)，也帶入大量熱量，導(dǎo)致實(shí)際濕度雖達(dá)到濕度設(shè)定值，而實(shí)際溫度卻高于溫度設(shè)定值，無法降至設(shè)定溫度。這說明內(nèi)置式電熱、蒸汽加濕器存在較大缺陷。低溫低濕工況時(shí)，改進(jìn)前后的壓縮機(jī)常開，箱內(nèi)溫度和濕度控制精度均較高。
高溫低濕工況時(shí)，改進(jìn)前后壓縮機(jī)常開，箱內(nèi)空氣首先經(jīng)制冷蒸發(fā)器除濕，再由電加熱補(bǔ)償熱量升溫，對(duì)溫度和濕度的控制精度高。此外，還與溫濕度調(diào)節(jié)控制邏輯有關(guān)，實(shí)驗(yàn)中同時(shí)控制送風(fēng)溫濕度，即循環(huán)空氣先經(jīng)蒸發(fā)器降溫除濕，再電加熱補(bǔ)償熱量，使循環(huán)空氣溫度較高，部分制冷量不直接用于除濕而是先降溫循環(huán)空氣，待空氣降至露點(diǎn)以下再除濕。以濕度優(yōu)先的控制邏輯，能否縮短達(dá)到設(shè)定溫度的時(shí)間，尚需進(jìn)一步研究。高溫高濕工況時(shí)，改進(jìn)前后制冷系統(tǒng)均不啟動(dòng); 啟動(dòng)電加熱補(bǔ)償熱量，以達(dá)到設(shè)定溫度; 啟動(dòng)蒸汽加濕器，補(bǔ)償水蒸汽，進(jìn)行等溫加濕，以達(dá)到設(shè)定濕度。
2 制冷性能
采用帶噴液冷卻制冷系統(tǒng)的恒溫恒濕箱在相同環(huán)境溫濕度和箱內(nèi)設(shè)定溫濕度時(shí)，具有更好的制冷系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和制冷性能系數(shù)。
3 控制邏輯
恒溫恒濕箱的溫濕度控制邏輯對(duì)溫度和濕度的控制精度及能耗等有重要影響。傳統(tǒng)恒濕恒濕箱通過檢測箱內(nèi)當(dāng)前溫濕度值，再由控制器來判斷制冷、電加熱補(bǔ)償和加濕等系統(tǒng)是否需啟動(dòng)。
4 結(jié)論
對(duì)采用定頻制冷系統(tǒng)、電加熱補(bǔ)償系統(tǒng)和電熱蒸汽加濕系統(tǒng)的恒溫恒濕箱的12個(gè)溫濕度工況進(jìn)行了試驗(yàn)。極端工況下制冷壓縮機(jī)排氣溫度過高是壓縮機(jī)故障率多的主要原因。對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行改造，可采用少量噴液來降低壓縮機(jī)吸氣過熱度和提高吸氣壓力。上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司調(diào)查結(jié)果表明，雖然制冷系統(tǒng)及控制系統(tǒng)復(fù)雜程序略有提高，但吸氣噴液可有效降低壓縮機(jī)排氣溫度，從而降低壓縮機(jī)故障率。低溫高濕工況時(shí)，改進(jìn)前后的恒溫恒濕箱對(duì)溫濕度的控制精度不夠理想，主要原因是內(nèi)置式電熱蒸汽加濕系統(tǒng)在加濕時(shí)，帶入了過多熱量，加濕量難以精確調(diào)節(jié)，且加濕滯后性過大。研究更為精確靈敏的加濕調(diào)節(jié)技術(shù)、制冷系統(tǒng)變露點(diǎn)溫度控制技術(shù)，以及采用更優(yōu)化的控制邏輯，是提高恒溫恒濕箱濕度調(diào)節(jié)精度的關(guān)鍵。
