恒温恒湿箱工作原理
温度控制系统
1.加热系统:当箱内温度低于设定值时,加热系统开始工作。通常采用电热管或电阻丝作为加热元件,通过电流加热产生热量。这些加热元件安装在箱内空气循环路径上,如风道内,通过空气循环系统(如风机)将热量均匀吹送至箱内各区域,使箱内温度逐步升高至设定值。当温度达到设定值时,加热系统停止工作。
2.制冷系统:当箱内温度高于设定值时,制冷系统启动。制冷系统采用蒸汽压缩式制冷循环,包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件。压缩机将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂,送入冷凝器;冷凝器通过散热将制冷剂冷却,使其从气态变为高压液态;高压液态制冷剂经膨胀阀节流后,变成低温低压的气液混合体,进入蒸发器;蒸发器安装在箱内风道中,低温制冷剂在蒸发器内快速蒸发,吸收箱内空气的热量,使空气温度降低;降温后的空气经风机循环送回箱内,同时蒸发器出口的气态制冷剂被压缩机重新吸入,完成循环。当箱内温度降至设定值时,制冷系统暂停(或进入低功率运行),避免温度过度下降。

湿度控制系统
1.加湿系统:当箱内湿度低于设定值时,加湿系统启动,向箱内补充水汽。常用加湿方式包括电热加湿和超声波加湿。电热加湿通过电加热使水蒸发产生蒸汽;超声波加湿则通过超声波发生器产生高频振动,将水打散为微小雾滴,雾滴快速蒸发为水汽进入箱内。当湿度达到设定值时,加湿系统停止工作。
2.除湿系统:当箱内湿度高于设定值时,除湿系统启动,移除空气中的多余水汽。常见除湿方式包括制冷除湿和吸附除湿。制冷除湿利用“低温冷凝”原理,让空气中的水汽遇冷液化分离;吸附除湿则通过吸附材料(如硅胶、分子筛)对水汽的吸附作用减少空气中的湿度。当吸附材料饱和后,可通过加热使其释放水汽(再生),重复使用。
空气循环系统
空气循环系统由离心风机和风道组成,风机安装在箱内顶部或背部。通过风道将箱内空气强制循环(吸入→经加热/制冷/加湿/除湿部件→再送出),避免箱内出现“局部温差/湿度差”,确保工作室各区域的温湿度一致。多数设备要求温湿度均匀度≤±2℃/±5%RH。
传感与控制系统
1.传感器:箱内布置温度传感器和湿度传感器,实时采集环境参数。
2.控制器:采用PID(比例-积分-微分)算法,将实际测得的温湿度与用户设定值进行比较,自动调节加热器、制冷机、加湿器和除湿器的工作状态,以实现恒定的温湿度。
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