縱觀近十年中國(guó)環(huán)境試驗(yàn)行業(yè)迅速發(fā)展，主要源于兩個(gè)動(dòng)力：一是局勢(shì)的動(dòng)蕩，特別是美國(guó) 挑起的幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)迫使中國(guó)加大國(guó)防工業(yè)技改經(jīng)費(fèi)投入；二是中國(guó)外向型企業(yè)，特別是外資企業(yè)數(shù)量、規(guī)模的增大及中國(guó)加入世界貿(mào)易組織后國(guó)內(nèi)企業(yè)出于加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要。前者影響分散在內(nèi)陸各省，甚至山區(qū)，如陜西、四川、貴州等；后者則集中在華東、華南、環(huán)渤海等沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，近三年的需求量增長(zhǎng)率在150%以上（僅國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家）。

溫濕度試驗(yàn)箱近幾年基本技術(shù)趨于成熟、穩(wěn)定，只有溫濕度控制器的發(fā)展突飛猛進(jìn)：從zui初的溫

度、濕度單獨(dú)控制的分散儀表到雙回路的可編程序控制器，再到PLC+觸摸屏及觸摸屏溫濕度

控制器。以下將對(duì)溫濕度試驗(yàn)箱的現(xiàn)狀進(jìn)行淺略分析，歡迎各位同行批評(píng)指正。

一、基本性能：

多數(shù)規(guī)?；囼?yàn)箱廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型溫濕度試驗(yàn)箱可以達(dá)到試驗(yàn)要求的基本性能指標(biāo)，如降溫時(shí)

間，溫度、濕度偏差，均勻度等。但值得注意的是，近幾年在江浙、重慶、廣東的雨后春筍般冒

出的許多小作坊式的工廠。由于技術(shù)水平很差，甚至連基本的技術(shù)指標(biāo)都達(dá)不到，往往進(jìn)行弄虛

作假（如非正常校正儀表偏差等）達(dá)到驗(yàn)收目的。

為確保試驗(yàn)箱的性能達(dá)到需要的性能指標(biāo)，用戶可以請(qǐng)第三方（國(guó)家技術(shù)監(jiān)督或計(jì)量單位）進(jìn)行

驗(yàn)收。第三方驗(yàn)收時(shí)，驗(yàn)收、證明費(fèi)用一般由用戶用承擔(dān)；*次驗(yàn)收不合格時(shí)廠家要進(jìn)行

再調(diào)試或設(shè)計(jì)變更，驗(yàn)收費(fèi)用由生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)。

二、可靠性：

實(shí)際應(yīng)用表明，目前普遍采用高性能的進(jìn)口壓縮機(jī)、制冷元器件及控制器、接觸器后，溫濕度試

驗(yàn)箱機(jī)械故障越來(lái)越少。引發(fā)故障的原因主要是設(shè)計(jì)、工藝和維護(hù)。

1、控制軟件/程序bug主要發(fā)生在工業(yè)PC和PLC作控制器非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)型，引起的故障多數(shù)是由于試車

不充分。另外，個(gè)別廠家為追求技術(shù)性，自己開發(fā)、生產(chǎn)控制器，由于軟/硬件設(shè)計(jì)、零部

件質(zhì)量等原因引起的事故往往較為慘重。目前較為穩(wěn)妥的方案是盡量使用專業(yè)廠家生產(chǎn)的溫濕度

控制器或使用較成熟軟件的PLC、IPC

2、制冷劑泄漏是典型的螺紋連接、焊接工藝不過(guò)關(guān)引起的故障。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，試驗(yàn)箱生產(chǎn)廠

家應(yīng)具備完善的生產(chǎn)工藝。制冷系統(tǒng)主要部件布局不合理，管路未進(jìn)行減振、降噪等都會(huì)影響試

驗(yàn)箱質(zhì)量，在運(yùn)輸過(guò)程中及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后會(huì)引起泄漏。

3、加濕器斷路、漏電除電熱管本身質(zhì)量外，安裝過(guò)程的絕緣密封不佳和加濕用水水質(zhì)達(dá)不到要

求引起腐蝕是引起上述問(wèn)題的常見(jiàn)原因。

4、*連續(xù)運(yùn)行時(shí)間（MTBF）的要求也應(yīng)當(dāng)作為考量試驗(yàn)箱性能和可靠性的主要指標(biāo)。試驗(yàn)

箱極限工況和惡劣工作環(huán)境下的MTBF是考量試驗(yàn)箱可靠性的*選擇。試驗(yàn)箱*連續(xù)運(yùn)行時(shí)

間選擇

4.1 溫濕度試驗(yàn)箱極限工況：

低溫低濕20℃，20%RH，露點(diǎn)溫度-3.4℃，采用冷凍除濕可以連續(xù)運(yùn)行24小時(shí)，若試驗(yàn)時(shí)間繼續(xù)延

長(zhǎng)蒸發(fā)器結(jié)霜逐漸變厚引起蒸發(fā)溫度降低，制冷/除濕量下降不能維持低溫/低濕，甚至壓縮機(jī)回

氣帶液引起液擊事故。此時(shí)應(yīng)采取除霜或使用其他除濕方法，如轉(zhuǎn)輪、干燥器等，但會(huì)大幅度增

加材料成本。低溫時(shí)冷凍油粘度變大，甚至*不能流動(dòng)導(dǎo)致壓縮機(jī)中的冷凍油積聚在蒸發(fā)器內(nèi)，

導(dǎo)致壓縮機(jī)缺油損壞。為此，制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須深入分析，根據(jù)具體情況選擇采用填料式

油分離器（DANFOSS、COALESCENT或TEMPRITE）、回氣氣液分離器、蒸發(fā)器自動(dòng)除霜及考慮冷凍油

與制冷劑互容性及絮凝點(diǎn)等可靠性措施。一些不負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)廠家為了取得低價(jià)優(yōu)勢(shì)或設(shè)計(jì)人員

技術(shù)水平原因，連必需的可靠性輔助部件如油分離器、壓縮機(jī)高低壓開關(guān)、漏電保護(hù)開關(guān)、壓縮

機(jī)熱過(guò)載繼電器等都節(jié)省掉了。這種以犧牲試驗(yàn)箱安全及可靠性達(dá)到降低成本目的的做法應(yīng)當(dāng)引

起廣大用戶的注意。

4.2室溫偏高時(shí)（許多工廠車間可能會(huì)超過(guò)35℃），風(fēng)冷低溫試驗(yàn)箱的低溫極限、降溫時(shí)間等低溫性

能會(huì)有所下降，甚至不能正常啟動(dòng)機(jī)器。試驗(yàn)箱使用環(huán)境、供電、供水條件具體見(jiàn)GB10586-89中

有關(guān)條款。

三、安全性：

試驗(yàn)箱安全性涉及操作人員、試驗(yàn)物品及設(shè)備本身三方面。

1、針對(duì)操作人員保護(hù)主要包括

1.1漏電時(shí)切斷試驗(yàn)箱總電源。

1.2高溫試驗(yàn)時(shí)箱門打開時(shí)風(fēng)機(jī)停止，防止高溫氣體燙傷。

2、設(shè)備安全主要考慮壓縮機(jī)、加熱器、加濕器、控制面板

2.1  壓縮機(jī)：超壓（高壓/低壓）、排氣超溫、馬達(dá)線圈超溫、油壓、缺相、漏電、過(guò)載，具體

視應(yīng)用情況不同進(jìn)行選取。此外油分離器、吸氣氣液分離器也是壓縮機(jī)連續(xù)安全運(yùn)行的保障。

2.2  加熱/加濕主要防止漏電及電熱管本體超溫造成損壞。電加熱器和加濕器上方安裝氣體式溫

度開關(guān)可以在超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)通過(guò)控制器切斷電源。另外，利用加濕水盤水位開關(guān)防止加濕器在

缺水的情況下干燒損壞。

2.3  控制面板主要是防止誤操作，控制器可以設(shè)置鍵盤鎖；另外可以選用鑰匙電源開關(guān)。

3、為防止控制器或傳感器故障引起箱內(nèi)溫度失控，溫度過(guò)高損壞試驗(yàn)物品，在箱內(nèi)安裝獨(dú)立的

溫度控制器和傳感器，動(dòng)作溫度設(shè)置為試驗(yàn)溫度高限+5~10℃。對(duì)于溫度要求更高的試驗(yàn)物品，可

以使用熱電偶和記錄器，用來(lái)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)空氣和試驗(yàn)物品表面的溫度。

四、能耗：

溫濕度試驗(yàn)箱的能耗主要是電和水。

耗電集中在制冷壓縮機(jī)、加熱、加濕、水泵、風(fēng)機(jī)等幾項(xiàng)，目前環(huán)境試驗(yàn)行業(yè)普遍采用低溫

制冷壓縮機(jī)，如低溫型全封閉往復(fù)活塞式的泰康（Tecumseh）、美優(yōu)樂(lè)（Maneurop），低溫型半

封閉往復(fù)活塞式的德國(guó)谷輪（DWM Copeland）、比澤爾（Bitzer）等，但由于設(shè)計(jì)、工藝等原因，

整個(gè)制冷系統(tǒng)的效率卻差距懸殊：同樣規(guī)格的試驗(yàn)箱，使用同樣的壓縮機(jī)，降溫性能差距很大，所

以一些技術(shù)水平較低的廠家只能配置較大型號(hào)的制冷壓縮機(jī)來(lái)滿足降溫需求，如此一來(lái)在提高壓縮

機(jī)成本的同時(shí)也大大提高了用戶的運(yùn)行費(fèi)用。生產(chǎn)廠家可以通過(guò)降低其他配置的檔次來(lái)平衡成本，

但用戶購(gòu)買機(jī)器以后的運(yùn)行費(fèi)用無(wú)暇顧及了。溫濕度試驗(yàn)箱的能耗80~90%集中在制冷系統(tǒng)及用于平

衡調(diào)溫調(diào)濕（BTHC）的加熱、加濕，通過(guò)能量調(diào)節(jié)減小不必要的制冷量可以同時(shí)降低制冷壓縮機(jī)、

加熱、加濕三方面的功耗。常見(jiàn)的能量調(diào)節(jié)方式有

以下幾種：

1、  壓縮機(jī)氣缸卸載：較大功率的半封閉壓縮機(jī)可以采用這種方式，德國(guó)比澤爾（Bitzer）的半封

閉活塞式壓縮機(jī)可以直接通過(guò)更換裝有卸載電磁閥的壓縮機(jī)氣缸頂蓋實(shí)現(xiàn)氣缸卸載。

2、  壓縮機(jī)變頻：壓縮機(jī)變頻在空調(diào)、冰箱中應(yīng)用十分普遍，但離心供油的壓縮機(jī)（全封閉和5HP以

下的半封閉壓縮機(jī)都采用離心供油）轉(zhuǎn)速降低可能引起不上油或油壓不足，潤(rùn)滑不良會(huì)損壞壓縮機(jī)，

因此變頻時(shí)需要使用專門設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)輔以變頻部分成本太高。

3、  壓縮機(jī)排氣旁通：壓縮機(jī)排氣不進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱，一部分直接回到壓縮機(jī)吸氣；一部分通過(guò)冷

凝器、膨脹閥節(jié)流后與未經(jīng)過(guò)冷凝氣的回流熱氣混合，防止回氣溫度過(guò)高。

4、電子膨脹閥或多回路冷量調(diào)節(jié)：目前在空調(diào)行業(yè)已廣泛應(yīng)用的電子膨脹閥由于技術(shù)原因在環(huán)境試

驗(yàn)箱中應(yīng)用較少，一般采用多回路冷量調(diào)節(jié)：制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)有若干電磁閥+膨脹閥組，通

過(guò)不同的制冷劑流量及過(guò)熱度來(lái)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)。

前面兩種方法節(jié)能效果較好，壓縮機(jī)、加熱及加濕的功耗都有較大程度的減少；后面兩種方法對(duì)加熱、

加濕能耗減少的同時(shí)壓縮機(jī)能耗也有一定程度的減少。實(shí)際應(yīng)用中可以將以上方法進(jìn)行不同組合。家

用中央空調(diào)中采用變頻（或排氣量連續(xù)可調(diào)）壓縮機(jī)+電子膨脹閥節(jié)能效果*。

溫濕度試驗(yàn)箱的加熱、加濕量主要取決于平衡制冷降溫和除濕的功率，制冷系統(tǒng)采取能量調(diào)節(jié)技術(shù)，

如上述多回路流量控制、卸載、排氣旁通、電子膨脹閥等可以大大降低耗電量。

溫濕度試驗(yàn)箱用制冷壓縮機(jī)的趨勢(shì)如下：小型（1~10HP）采用低溫型全封閉渦旋式壓縮機(jī)代替現(xiàn)用的

往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，全封閉渦旋式壓縮機(jī)效率高、能量調(diào)節(jié)方便，可以進(jìn)行卸載或變頻，而且噪音比

往復(fù)活塞式低5~10dBA。目前性能較好的渦旋壓縮機(jī)有谷輪（Copeland Scroll）、日立（HITACHI）、

比澤爾（Bitzer）等；大型（15HP以上）采用低溫型半封閉螺桿式壓縮機(jī)，低溫型半封閉螺桿式壓縮

機(jī)性能的是德國(guó)比澤爾，只是目前相對(duì)往復(fù)活塞式壓縮機(jī)成本偏高。