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(shù)，使其實現(xiàn)規(guī)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(shù)采用氟里昂直接蒸發(fā)式的。因此各模擬大氣環(huán)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，升溫速度的快慢只要控制加熱量的大小即可?？諝鉁囟壬呦鄬穸冉档?，要保持該過程相對濕度在95%R.H以上，就必須有足夠的加濕量。所以升溫過程只要能保證快速升溫時加濕量足夠就行了。其過程莫爾圖見圖1： 

    2、高溫高濕過程

    該過程溫度一般都在40℃或55℃以上，濕度在90%以上。試驗時多數(shù)試件要發(fā)熱，試驗箱本身的空氣循環(huán)終也要轉化為熱。空氣循環(huán)風機轉化熱為：

    試驗標準規(guī)定試驗過程不凝露，因而試驗箱的保溫性能都設計得很好。上述兩項熱量通過箱壁無法全部散掉，實現(xiàn)試驗室自然，散熱恒溫，所以該過程也得使用人工冷卻。

    從莫爾圖2上得知，冷卻過程有兩種線。當表冷器表面溫度稍低于t1（K點的露點）時，沿K-4t1進行。這是一個干式冷卻過程，空氣從K點沿等濕線冷卻到露點溫度（t1）.然后再被送入箱內工作空間，吸收前述兩種熱量升溫至工作點K.整個過程濕度不變，因而不用加濕，為理想過程.但是在高濕情況下，K點與其露點t1差△t很小，一般只有1~2℃.若要帶走較多的余熱，只有加大風量和隨之增大表冷器的面積。目前國內設備都采用冷水或直接蒸發(fā)的表冷器，表面溫度都無法接近露點溫度，因此也不太可能實現(xiàn)這一理想過程。

    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(fā)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(fā)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(fā)溫度、造成氟系統(tǒng)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(xiàn)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(guī)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(xiàn)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(huán)下降。對氟里昂直接蒸發(fā)系統(tǒng)，因蒸發(fā)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本一樣，因為是恒溫在低溫下（相對高很而言），所以更容易實現(xiàn)。其莫爾圖也與高溫高濕相似。但應該注意;這仍然是個綜合過程.如果低溫下要求低濕，這反而困難了很多。目前國內還未曾見到這樣的設備，而國外可達10%R.H/10℃了。

    三、改進方法

    以上分析由恒溫段不難看出，理想的過程是實現(xiàn)干式冷卻，見圖2中Kt1過程。面升溫和降溫段可視為無數(shù)個連續(xù)變化著的恒溫過程所組成.若把每個加熱、冷卻后的溫變都控制在露點上，即?=100%R. H的飽和線上，實現(xiàn)了佳工作過程?！伴g接冷卻和露點控制系統(tǒng)”較好地解決了這個問題?？丛韴D4，圖中1、3、4、7等組成了間接拎卻系統(tǒng)，載冷劑乙二醇溶液沸點:197.3℃凝固點為33℃.因而使表冷器能在高溫下工作，實現(xiàn)了干式冷卻。又因它凝固點低，又可以將濕熟箱的溫度范圍擴展到負溫。

    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(tǒng)。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(jīng)過濾由9送人6內，在6內經(jīng)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(xiàn)了各種溫度下的露點加濕或去濕。

    四、結論

    1、隨著生產(chǎn)發(fā)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(xiàn)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(fā)的表冷器，應抓緊試制間接冷卻露點控制系統(tǒng)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(shù)。在多數(shù)情況下，試驗設備負載都不穩(wěn)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?shù)碾娍叵到y(tǒng)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(chǎn)品環(huán)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(tǒng)，就可避免重復能耗，其節(jié)能效果是極為可觀的。