一、前言

     高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱是用人工的方法改變空氣參數(shù)，使其實(shí)現(xiàn)規(guī)則變化或恒定在某一精度范圍內(nèi)的設(shè)備。箱內(nèi)的空氣含有水分，當(dāng)其溫度（t）變化時(shí)，水蒸氣的含量也要隨著變化，即濕度（用含濕量d或相對(duì)濕度中表示）也要變化。當(dāng)前國(guó)內(nèi)試驗(yàn)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(shí)質(zhì)為冷卻去濕、加熱、加濕源自動(dòng)有序工作的綜合過程。

    二、過程分析

    按GB2423.4-81標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)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?zé)嵩炊疾捎秒娂訜崞?，升溫速度的快慢只要控制加熱量的大小即可。空氣溫度升高相?duì)濕度降低，要保持該過程相對(duì)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(shí)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(yàn)時(shí)多數(shù)試件要發(fā)熱，試驗(yàn)箱本身的空氣循環(huán)終也要轉(zhuǎn)化為熱?？諝庋h(huán)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)化熱為：

    試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定試驗(yàn)過程不凝露，因而試驗(yàn)箱的保溫性能都設(shè)計(jì)得很好。上述兩項(xiàng)熱量通過箱壁無(wú)法全部散掉，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)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(dāng)表冷器表面溫度稍低于t1（K點(diǎn)的露點(diǎn)）時(shí)，沿K-4t1進(jìn)行。這是一個(gè)干式冷卻過程，空氣從K點(diǎn)沿等濕線冷卻到露點(diǎn)溫度（t1）.然后再被送入箱內(nèi)工作空間，吸收前述兩種熱量升溫至工作點(diǎn)K.整個(gè)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(diǎn)與其露點(diǎn)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(fēng)量和隨之增大表冷器的面積。目前國(guó)內(nèi)設(shè)備都采用冷水或直接蒸發(fā)的表冷器，表面溫度都無(wú)法接近露點(diǎn)溫度，因此也不太可能實(shí)現(xiàn)這一理想過程。

    當(dāng)表冷器表面溫度低于t1換熱又不充分時(shí)，過程沿K→1進(jìn)行。當(dāng)表冷器表面溫度更低、換熱也很充分時(shí)，就會(huì)沿K→1'進(jìn)行。一般多為K→1過程，而采用直接蒸發(fā)式表冷器設(shè)備，多半要沿K +1'進(jìn)行。但無(wú)論哪種都是個(gè)減焓降溫去濕過程。為了保證工作間濕度，都必須補(bǔ)濕。圖2表明1點(diǎn)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(shè)備中，有先天缺陷：
    ①造成大量的電能浪費(fèi).
    ②為了提高蒸發(fā)溫度、造成氟系統(tǒng)復(fù)雜和不合理，壓縮機(jī)回氣溫度過高無(wú)法工作。
    ③冷卻和加濕難以匹配，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)匹配，往往造成過程失調(diào)，不能保證試驗(yàn)箱的性能.
    3、降溫過程
    GB和IBC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定從40℃或55℃降至25℃，濕度保持在95%R. H以上，時(shí)間為3至6.小時(shí)。如表冷器表面溫度稍低于t1的情況下，實(shí)現(xiàn)過程并不困難，其降溫曲線如圖3，從高溫高濕點(diǎn)K按.1、2、3.....循環(huán)下降。對(duì)氟里昂直接蒸發(fā)系統(tǒng)，因蒸發(fā)溫度大大低于t1點(diǎn)，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(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，而且電能浪費(fèi)很大。
    4、低溫高濕過程

    該過程與高溫高濕過程基本一樣，因?yàn)槭呛銣卦诘蜏叵拢ㄏ鄬?duì)高很而言），所以更容易實(shí)現(xiàn)。其莫爾圖也與高溫高濕相似。但應(yīng)該注意;這仍然是個(gè)綜合過程.如果低溫下要求低濕，這反而困難了很多。目前國(guó)內(nèi)還未曾見到這樣的設(shè)備，而國(guó)外可達(dá)10%R.H/10℃了。

    三、改進(jìn)方法

    以上分析由恒溫段不難看出，理想的過程是實(shí)現(xiàn)干式冷卻，見圖2中Kt1過程。面升溫和降溫段可視為無(wú)數(shù)個(gè)連續(xù)變化著的恒溫過程所組成.若把每個(gè)加熱、冷卻后的溫變都控制在露點(diǎn)上，即?=100%R. H的飽和線上，實(shí)現(xiàn)了佳工作過程?！伴g接冷卻和露點(diǎn)控制系統(tǒng)”較好地解決了這個(gè)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(diǎn):197.3℃凝固點(diǎn)為33℃.因而使表冷器能在高溫下工作，實(shí)現(xiàn)了干式冷卻。又因它凝固點(diǎn)低，又可以將濕熟箱的溫度范圍擴(kuò)展到負(fù)溫。

    水處理箱6、機(jī)組5.加熱器10、泵9（風(fēng)機(jī)）、溫控4組成露點(diǎn)控制系統(tǒng)。將水處理箱的溫度設(shè)定在試驗(yàn)室內(nèi)工作溫度的露點(diǎn)溫度上?？諝饨?jīng)過濾由9送人6內(nèi)，在6內(nèi)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(yàn)箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了各種溫度下的露點(diǎn)加濕或去濕。

    四、結(jié)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(yàn)箱取代。國(guó)外已出現(xiàn)溫濕度為40（或~ 70）~+100℃ ，10%~98%R . H/+ 10~+95℃的試驗(yàn)箱。目前國(guó)內(nèi)箱子都用冷水和氟直接蒸發(fā)的表冷器，應(yīng)抓緊試制間接冷卻露點(diǎn)控制系統(tǒng)箱子。
    2、為了保證干式冷卻，表冷器面積應(yīng)設(shè)計(jì)得足夠大，通過表冷器的風(fēng)速也越骶越好。
    3、露點(diǎn)控制，試驗(yàn)箱內(nèi)的送風(fēng)溫差受到限制，試件負(fù)荷大時(shí)，可加大風(fēng)量，增加換氣歡數(shù)。在多數(shù)情況下，試驗(yàn)設(shè)備負(fù)載都不穩(wěn)定，因此宜采用大風(fēng)量低風(fēng)壓調(diào)速風(fēng)機(jī)。
    4、以上措施配以適當(dāng)?shù)碾娍叵到y(tǒng)和計(jì)算機(jī)，可獲得超過GB和IEC標(biāo)準(zhǔn)的高精度高低溫高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱。
     高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱是電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)的基礎(chǔ)設(shè)備，應(yīng)用面很廣，面且設(shè)備裝機(jī)容量大者較多，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)（2~56天）.如果該類設(shè)備都能采用該系統(tǒng)，就可避免重復(fù)能耗，其節(jié)能效果是極為可觀的。