CN203299673U - 一种防结露空气环境实验舱 - Google Patents

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付晓光
孙宏娟
李海建
宋晓琨
樊武琨
张磊
杨伟清
宋欣
石钰
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Abstract

本实用新型涉及一种防结露空气环境实验舱，包括一保温防潮舱体，还包括一制冷系统和加热系统，与舱体连接，独立控制所述舱体内的温度；还包括一湿度发生器，也与舱体连接，向舱体内通入具有一定饱和湿度的气体；一温度传感器和一湿度传感器，实时检测舱体内的温度和湿度；所述制冷系统、加热系统、湿度发生器、温度传感器、湿度传感器均与一控制器电相连，控制器接收当前温、湿度，经过分析判断，发出命令给制冷系统或加热系统；经过对湿度的分析判断，发出命令给湿度发生器，是环境舱内始终保证预设温度和湿度的饱和气体。该空气环境实验舱可应用于建材测试领域中提供空气温湿度环境。

Description

一种防结露空气环境实验舱
技术领域
本实用新型涉及一种温湿度控制器，具体讲是一种防止结露的空气环境实验舱，应用于建材测试领域，用于提供空气温湿度环境。 
背景技术
空气环境实验舱主要是测定室内材料和用品中VOC释放量以及有害物质净化性能的基本设备，广泛应用于建材、家具、环保和科研检测等领域。它是把被检测的物品放在舱内，在舱内模拟的环境条件下测定各种参数。模拟的环境条件包括：温度、相对湿度、空气置换率、风速等，其中最主要的参数是舱内温度和相对湿度。但现有各种环境实验舱几乎都存在一个问题，就是温度和湿度控制不好，容易结露，严重影响测试结果。 
实用新型内容
为了解决环境实验舱内易结露的问题，本实用新型提供一种防结露空气环境实验舱，它通过温、湿度的控制器，能够避免结露带来的不良影响，具有控制舱内温湿度稳定、可靠的特点。 
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案： 
一种防结露空气环境实验舱，包括一保温防潮舱体，还包括一制冷系统和一加热系统，与所述舱体连接，独立控制所述舱体内的温度；一湿度发生器，也与所述舱体连接，用于向舱体内通入具有一定湿度的气体；一温度传感器和一湿度传感器，也与所述舱体连接，用于实时检测舱体内的温度和湿度；所述制冷系统、加热系统、湿度发生器、温度传感器、湿度传感器均与一控制器电相连，所述控制器输入端与温度传感器、湿度传感器连接，输出端与制冷系统、加热系统、湿度发生器连接。 
进一步，所述加热系统采用电加热或水加热装置。 
进一步，所述湿度发生器采用一种饱和湿度气体发生器，在所述饱和湿度气体发生器容器内，将底部设置为水浴区，上部设置为水滴产生区，在水浴区底部设置一气泡发生装置，气泡自水浴区向上游动经过水滴产生区，最后从容器顶部出口散出。 
进一步，所述水浴区配以温控系统。 
所述水浴区设置鲍尔环。 
所述控制器采用PLC系统。 
所述舱体的壁上对称设置有两个夹层，制冷系统和加热系统分置于一个夹层中，夹层板为导热板；或者 
所述制冷系统和加热系统分别设置在舱体外部，通过导热棒伸入到舱体中。 
根据以上技术方案，本实用新型具有以下优点：1、本实用新型分别设置制冷系统和加热系统，温度采用加热和制冷分开控制，效率高，温度稳定可靠。而且制冷系统的温度控制在结露点以上，防止制冷过度而造成结露。2、本实用新型还设置湿度发生器，湿度采用通过不同温度下的饱和湿度的洁净空气来逐步调整舱内的相对湿度，能够控制舱内在室温下中等相对湿度稳定。3、本实用新型设置的控制器能接收温度传感器、湿度传感器传送的感应信号，根据温度目标值分时向所述制冷系统发出降温命令（始终高于当前舱体内的结露温度），向加热系统发出升温命令，还根据湿度目标值向所述湿度发生器发出气体产生命令，有效保持保温防潮舱体的环境。 
附图说明
图1为本实用新型环境实验舱结构示意图。 
图2为本实用新型中所用饱和湿度气体发生装置示意图。 
具体实施方式
为了使本实用新型的技术方案更加清楚完整，便于理解，下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。 
如图1所示，本实用新型提供的环境实验舱包括一舱体1，具有保温防潮功能。有一制冷系统2和一加热系统3，分别连接于舱体1，分别用于降低和升高舱体内的温度。 
同时，还有一湿度发生器4，也与舱体1相连，用于向舱体内通入具有一定湿度的空气，以调节舱体内的空气湿度。 
同时，还有一温度传感器5、一湿度传感器6，其探头伸向舱体1，用于采集舱体内的温、湿度。 
制冷系统2、加热系统3、湿度发生器4、温度传感器5、湿度传感器6均与一控制器7相连，控制器7接收当前温度传感器5、湿度传感器6的传递信号，经过对温度的分析判断，发出命令给制冷系统2（当舱体内温度高于目标值时），或发出命令给加热系统3（当舱体内温度低于目标值时）；经过对湿度的分析判断，发出命令给湿度发生器4。 
制冷系统2和加热系统3的布设方式可以是：1）在舱体1的壁上设置有夹层，如图1所示的结构，夹层中设置有制冷系统2和加热系统3，制冷和加热系统通过导热板与舱体之间传递热量，导热板即可以为夹层板代替。2）在舱体1外部设置制冷系统2和加热系统3，两系统通过导热棒伸入到舱体中。3）制冷系统2和加热系统3设置在舱体1内部，两系统通过导热板、导热棒等任何常规的热传导器件均可以。 
加热系统3可采用电加热、水加热装置或其他加热方式。 
湿度发生器4可以采用超生波加湿器或电热加湿器，但更好的是采用一种饱和 湿度气体发生器。如图2所示，在饱和湿度气体发生器容器内，将底部设置为水浴区41，上部设置为水滴产生区42；在水浴区底部设置一气泡发生装置43，气泡自水浴区向上游动经过水滴产生区，最后从容器顶部出口散出。如果进一步给水浴区配以温控系统44，将产生一定温度的气体。还可以进一步在水浴区设置鲍尔环45，使气体上升速度减慢，以充分吸收水分，产生饱和湿度气体。 
上述控制器7可以采用PLC系统进行常规设计，其信号输入端与温度传感器、湿度传感器连接，输出端与制冷系统、加热系统、湿度发生器连接。 
舱内温度通过制冷系统和加热系统来控制。舱内温度测量值低于控制器的设定值时，加热系统对舱内加热，由于温度在升高，舱内饱和蒸汽压会增大，舱内不会结露。当舱内温度测量值高于设定值时，制冷系统对舱内降温，但制冷系统与舱内传导的温度高于舱内的露点温度，防止舱内气体遇到低于露点温度的舱壁而产生结露，逐步将舱内温度降至设定值。 
假设环境舱内温度和相对湿度的初始值分别为T1和H1；查标准大气压下饱和水蒸气压表可得T1时的饱和蒸汽压为Ps1，根据相对湿度的定义H=P/Ps，得出初始条件时的蒸汽压P1=Ps1*H1，然后将P1做为饱和蒸汽压，查表得出对应的露点温度为T2。如果环境舱内的制冷介质的温度T3<T2，则环境舱内会产生结露。例如：T1=23℃，H1=45%，则查表可得Ps1=2810Pa，P1=Ps1*H1=1264.5Pa，查表得出对应的露点温度为T2=10.5℃，那么制冷系统介质的温度T3必须大于10.5℃，才能不结露，制冷系统必须提供舱内露点以上的温度。 
假设环境舱内温度和相对湿度的目标值分别为T4和H4，如果T4＞T2，可以将舱内温度直接升至T4；当T4<T2时，那么无法一下把环境舱内温度从T1降到T4，环境舱舱内温度则可以从T1先降至T2以上的温度，然后再逐步降至T4，所以此时必须分阶段降温、降湿。 
因为相对湿度是相对于某一温度的湿度，所以控制器7先控制温度，后控制湿度。湿度是通过饱和湿度气体发生器来控制，产生不同温度下的饱和湿度的气体与舱内的气体混合，逐步将舱内相对湿度调整至设定值。查表可得T4时的饱和蒸汽压为Ps4，根据相对湿度的定义H=P/Ps，得出初始条件时的蒸汽压P4=Ps4*H4，然后将P4做为饱和蒸汽压，查表得出对应的露点温度为T5。如果T5的饱和水蒸汽完全充满T4的环境舱，则环境舱内温度和相对湿度就分别为T4和H4。又因为T5肯定小于T4，所以环境舱内不会产生结露。通过舱内相对湿度测量值调整湿度气体发生器产生的饱和水蒸气的温度，逐步调整舱内的相对湿度达到设定值。 
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，参照较佳实施例可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，也均属于本实用新型。 

Claims (9)

1.一种防结露空气环境实验舱，包括一保温防潮舱体，其特征在于， 
一制冷系统和一加热系统，分别与所述舱体连接； 
一湿度发生器，与所述舱体连接，用于向舱体内通入具有一定湿度的气体； 
一温度传感器和一湿度传感器，与所述舱体连接，用于实时检测舱体内的温度和湿度； 
所述制冷系统、加热系统、湿度发生器、温度传感器、湿度传感器均与一控制器电相连，所述控制器输入端与温度传感器、湿度传感器连接，输出端与制冷系统、加热系统、湿度发生器连接。 
2.根据权利要求1所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述加热系统为电加热或水加热装置。 
3.根据权利要求1所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述湿度发生器采用饱和湿度气体发生器，在所述饱和湿度气体发生器容器内，底部为水浴区，上部为水滴产生区，在水浴区底部设置一气泡发生装置，使气泡自水浴区向上游动经过水滴产生区，最后从容器顶部出口散出。 
4.根据权利要求3所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述水浴区配以温控系统。 
5.根据权利要求3或4所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述水浴区设置鲍尔环。 
6.根据权利要求1或2或3或4所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述控制器采用PLC系统。 
7.根据权利要求1或2或3或4所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述舱体的壁上对称设置有两个夹层，制冷系统和加热系统分置于一个夹层中，夹层板为导热板。 
8.根据权利要求1或2或3或4所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述制冷系统和加热系统分别设置在舱体外部，通过导热棒伸入到舱体中。 
9.根据权利要求1或2或3或4所述的防结露空气环境实验舱，其特征在于，所述温度传感器和湿度传感器的探头伸入舱体。 
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