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恒温恒湿箱系统配置与参数控制
点击次数:768 发布时间:2017-02-23

   综合考虑设备恒温、恒湿功能要求,需保证实现制冷、加热、加湿、 除湿等4 种空气处理过 程; 系统的运行的可靠性、经济性、控制方法实现的难易程度等设备系统配置如下:

  (1) 制冷系统: 制冷系统采用电子半导体制冷 , 这种制冷方式在温差 Δt 为 5~10℃时, 其制冷能效比很高(10 左右 ), 而且基于制冷方式的特性是对电量的控制 ,易于实现制冷量的控制。 经试验验证: 采取时间比例控制方案, 制冷运行时温度精度可达 0.2℃。 设备配置: 半导体制冷器 1 块, 规格制冷量 60W 12V 工作电流 8A。

  (2) 制热系统。 制冷系统基于制冷系统采用半导体制冷, 其热泵运行能效比高, 且其特性也属于电量转换器件, 易于实现控制, 为了制造工艺的标准化,制热采用半导体制冷系统的热泵运行。 为了控制的方便,与制冷系统独立配置。 经试验验证, 采取时间比例控制方案, 制热运行时温度精度可达 0.2℃。 设备配置: 半导体制冷器 1 块, 规格制冷量 60W 12V 工作电流 8A。

  (3) 除湿系统用制冷除湿方法。 由于除湿所需温度较低, 如: 24℃ 45%RH 露点温度为 11.35, 23.℃ 45%RH 露点温度为 10.4。 要达到需要的除湿效果空气温度需控制到 10.4 以下, 所以除湿系统的设置, 在制冷系统的基础上再增加一套除湿制冷的配置, 运行时制冷系统和除湿制冷系统同时运行以保证除湿所需的低温。 经试验验证: 采用两套半导体装置串联运行可以处理到露点温度以下。

  (4) 加湿系统。选用小型超声波器,因为箱体空间小,且由于湿参数测控的滞后性,所以加湿器的加湿能力要小些,控制方案也采用连续控制, 或设定制两侧不对称的通断控制。经试验验证, 可以将湿度控制在 5%的范围内。

  (5) 控制系统。可采用 PLC 或开发单片机两种方案都是可行的, 根据设备制造要求确定。 控制系统设计 2路检测模拟量,1 路模拟量测温度, 1 路模拟量测湿球度; 4 路开关量控制温湿度处理系统。 如要求不高也可以考虑简单的温湿度控制仪表。

  (6) 温度控制 。温度设定在 25±2℃ 范围内,波动控制在±0.5 ℃。整机温度控制误差在±0.5 ℃范围内,提高了实验精度 (现有的恒温恒湿箱大部分温度控制精度在±2 ℃),利用半导体制冷器实现。

  (7) 湿度控制。一是用相对湿度作为测控参数,相对湿度设定在50%,波动范围控制在±5%。小型超声波加湿器配合以半导体制冷器的除湿作用; 二是用湿球温度作为测控参数, 温度设定在25℃, 波动控制在±0.5 ℃;湿球温度设定在17.8 (参看空气状态参数表: 24.5, 55%RH 湿球温 18.21, 25.5 45%RH 湿球温度为 17.38), 波动控制在±0.4 ℃, 既可以将箱内湿度控制在要求的50%±5%范围, 采用湿球温度控制更为方便直接。



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