高低溫濕熱交變試驗機的工作原理是什么？

高低溫濕熱交變試驗機完整工作原理

整機分為溫度控制系統（升溫 / 降溫）、濕度控制系統（加濕 / 除濕）、循環風道系統、測控系統四大核心模塊，配合完成溫濕度同步、交變精準控制。

一、空氣循環風道原理（基礎，決定均勻度）

箱體背部安裝大功率離心風機，持續強制循環內腔空氣：

1. 風機將腔體空氣吸入背部風道，依次經過加熱器、蒸發器、加濕水槽；

2. 經過調溫、調濕后的氣流從背部上方均勻吹出，環繞樣品架循環；

3. 氣流覆蓋箱體上下左右，消除冷熱、干濕死角，保證溫度均勻度、濕度均勻度達標；

4. 風機全程恒定運轉，停機、開門才停止循環。

所有溫濕度調節，都依靠循環空氣換熱、換濕實現，不直接對樣品加熱 / 制冷 / 噴水。

二、溫度調節工作原理（升溫 + 降溫雙系統）

1. 升溫原理（加熱回路）

風道內裝有鎳鉻合金電加熱管，采用SSR 固態繼電器 + PID 智能控溫：

· 控制器實時對比箱內實測溫度與設定溫度；

· 實測＜設定：繼電器導通，電熱管發熱，加熱流過風道的空氣；

· 實測接近設定：減小加熱輸出功率，避免溫度超沖；

· 實測＞設定：加熱關閉。

2. 降溫原理（壓縮式制冷回路）

由壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發器組成冷媒循環系統：

1. 壓縮機壓縮低溫低壓冷媒，變成高溫高壓氣體；

2. 外部風冷冷凝器散熱，冷媒冷卻液化；

3. 液態冷媒經毛細管節流降壓，進入風道內部蒸發器；

4. 液態冷媒快速汽化吸熱，冷卻流過蒸發器的循環空氣，實現箱體降溫；

5. 低溫機型（-60℃/-70℃）采用復疊雙級制冷，兩級冷媒分段吸熱，達到更低溫度。

恒溫平衡邏輯

升溫、制冷不會同時滿負荷工作； 穩定恒溫階段，依靠微量加熱抵消蒸發器持續制冷，冷熱動態平衡，維持溫度波動度極小（±0.3℃以內）。

三、濕度調節工作原理（加濕 + 除濕）

1. 加濕原理（蒸汽淺槽加濕）

箱體底部內置不銹鋼加濕水槽，電加熱水產生水蒸氣：

1. 水箱自動供給純水至加濕槽，加熱管加熱純水生成飽和水蒸氣；

2. 循環氣流穿過水面，攜帶水蒸氣進入腔體，提升環境相對濕度；

3. PID 根據干濕球傳感器濕度信號，調節加濕管輸出功率，控制水汽量；

4. 缺水時浮球傳感器觸發缺水報警，切斷加濕保護設備。

關鍵：必須用純水，自來水會結垢堵塞加熱管，燒毀加濕組件。

2. 除濕原理（冷卻凝露除濕，濕熱機）

利用制冷蒸發器低溫凝水除濕：

1. 高濕空氣流經低溫蒸發器表面；

2. 空氣中水汽遇冷液化，凝結成水珠順著蒸發器流到底部積水盤排出；

3. 空氣含水量降低，相對濕度下降；

4. 濕度達標后，通過控制制冷輸出，平衡除濕速度，穩定濕度。

恒濕平衡邏輯

穩定保濕階段，加濕產生水汽、蒸發器冷凝除水汽同時動態平衡，以此穩定 20%~98% RH 區間濕度。

四、濕度檢測原理：干濕球測濕法

箱內裝有兩支溫度傳感器：

1. 干球探頭：直接測量腔體實際空氣溫度；

2. 濕球探頭：包裹純棉紗布，紗布下端浸泡純水，探頭測得濕球蒸發降溫后的溫度； 控制器根據干、濕球溫差，查表計算當前環境相對濕度，作為加濕、除濕的調節依據。

五、可編程交變控制總邏輯（整機大腦）

觸摸屏控制器整合全部信號，實現定值 / 交變循環：

1. 實時采集：干球溫度、濕球溫度、壓縮機壓力、水箱水位、限位信號；

2. PID 運算：對比設定溫濕度與實測值，自動輸出加熱、制冷、加濕、除濕功率；

3. 程序交變邏輯：

o 按設定斜率勻速升溫 / 降溫、升濕 / 降濕；

o 到達目標溫濕度后自動計時保溫保濕；

o 一段完成自動切換下一段，循環往復；

4. 安全聯鎖：超溫、缺水、壓縮機高壓、風機故障自動停機報警，切斷加熱加濕。

六、總結整機完整工作流程：

風機持續循環箱內空氣，空氣流過加熱器實現升溫、流過制冷蒸發器實現降溫與除濕、經過加濕水槽吸收水汽實現加濕；干濕球傳感器實時反饋溫濕度，控制器通過 PID 動態調節加熱、制冷、加濕功率，冷熱、干濕雙向平衡，精準穩定溫濕度，并按照編輯程序完成高低溫濕熱交變循環。