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、保存，而溫濕度控制是恒溫恒濕箱的核心。控制精度的高低與恒溫恒濕箱的制冷系統(tǒng)、電熱補償系統(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: 采用制冷機組對箱內(nèi)空氣進行降溫除濕后，再利用電加熱或電極、蒸汽加濕器分別進行再熱升溫和濕度補償，以達到設(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啟停控制，或壓縮機常開外加電加熱補償?shù)确绞竭M行，但該控制方式嚴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)境運行或箱內(nèi)溫濕度設(shè)定較為極端時( 如高溫低濕及低溫高濕) ，易造成制冷壓縮機排氣溫度過高、壓縮機使用壽命降低等問題。因此，在控制總成本的情況下，改進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，通過檢測壓縮機的吸排氣壓力及溫度、壓縮機機殼溫度等，分析吸氣噴液對定頻壓縮機常開運行工況的排氣溫度等參數(shù)的影響。
1 溫濕度穩(wěn)定時間
相同溫濕度工況下，常規(guī)恒溫恒濕箱達到設(shè)定溫濕度所需穩(wěn)定時間，比吸氣噴液恒溫恒濕箱更短。這是因為改進后的制冷系統(tǒng)，部分液態(tài)制冷劑直接節(jié)流進入壓縮機吸氣口，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間延長。低溫高濕工況時，改進前后的制冷系統(tǒng)均先降溫，由于蒸發(fā)溫度過低，降溫同時必然除濕，因此電熱、蒸汽加濕器同時啟動，在帶入蒸汽同時，也帶入大量熱量，導(dǎo)致實際濕度雖達到濕度設(shè)定值，而實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，改進前后的壓縮機常開，箱內(nèi)溫度和濕度控制精度均較高。
高溫低濕工況時，改進前后壓縮機常開，箱內(nèi)空氣首先經(jīng)制冷蒸發(fā)器除濕，再由電加熱補償熱量升溫，對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)，實驗中同時控制送風溫濕度，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，待空氣降至露點以下再除濕。以濕度優(yōu)先的控制邏輯，能否縮短達到設(shè)定溫度的時間，尚需進一步研究。高溫高濕工況時，改進前后制冷系統(tǒng)均不啟動; 啟動電加熱補償熱量，以達到設(shè)定溫度; 啟動蒸汽加濕器，補償水蒸汽，進行等溫加濕，以達到設(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，具有更好的制冷系統(tǒng)運行參數(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)當前溫濕度值，再由控制器來判斷制冷、電加熱補償和加濕等系統(tǒng)是否需啟動。
4 結(jié)論
對采用定頻制冷系統(tǒng)、電加熱補償系統(tǒng)和電熱蒸汽加濕系統(tǒng)的恒溫恒濕箱的12個溫濕度工況進行了試驗。極端工況下制冷壓縮機排氣溫度過高是壓縮機故障率多的主要原因。對制冷系統(tǒng)進行改造，可采用少量噴液來降低壓縮機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排氣溫度，從而降低壓縮機故障率。低溫高濕工況時，改進前后的恒溫恒濕箱對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，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。
