本文研究了電子膨脹閥替代毛細管在恒溫恒濕箱的可行性,分析了電子膨脹閥代替毛細管作為主要節流裝置,在溫度范圍(5~45℃)與濕度范圍(20%~75%)內的12個工況點的實驗數據。結果表明:電子膨脹閥具有調節流量和反應速度較快的特點。在普通目標工況下,溫濕度精度均有明顯的提升;在極端目標工況下,溫度精度可由±2.0℃提升至±1.0℃,濕度精度由±15%提升至±10%;但到達目標工況點時長維持原始的10~40min,這是由于數據統計問題,系統感應測試點增加后控制邏輯復雜以及電子膨脹閥未采用最佳開度判據點到達最優化控制算法的綜合原因所致。
隨著人類現代經濟水平的不斷提高,對于生物醫藥,電子通信和現代科研相關的保存培養精密性與便捷性要求也不斷提升。現有恒溫恒濕中的空氣處理技術對制冷量的調節和精密度穩定性有一定要求,這與恒溫恒濕箱內的制冷系統熱補償與加濕系統的工作性能、配合程度和調用邏輯算法相關[1,2]。工作原理是:制冷系統對空氣進行降溫除濕,再通過電加熱器進行熱補償來提高溫度、或蒸氣加濕器濕補償提升濕度,以實現對箱內環境溫濕度精確控制的需要[3,4]。
近年來國內針對恒溫恒濕箱的研究取得一定進展。盛健等[5]在傳統恒溫恒濕箱內的制冷系統使用壓縮機吸氣少量噴液方法,降低了壓縮機排氣溫度及壓縮機故障率。郭俊等[6]研究了3.6 k W新型帶冷凝熱回收的恒溫恒濕空調機組,實驗證明帶有可調節正副電磁膨脹閥的空調機組,在一定程度上能增加機組處理熱濕負荷的范圍和加強負荷控制能力,并能減少空調運行的能源消耗。除了采用蒸氣壓縮制冷外,張喬丹等[7]通過搭建半開放式的恒溫暖箱,采用半導體制冷,使箱內溫度控制基本符合要求,處于適宜溫度區間。與此同時將改進型PID(比例、微分、積分)算法運用于半導體制冷片可以精確控制小型空間的溫濕度精度[8]。余顯冰等[9]基于單片機編程、溫度傳感器和半導體技術相結合設計了一種可以實現帳篷內自動恒溫的裝置。
目前恒溫恒濕箱能夠在一定時間內達到相應的溫濕度范圍,但在當前的背景下,需要進一步減小運行溫濕度偏差和波動范圍,從而滿足市場對較高精度恒溫恒濕箱的需求[10,11]。本實驗臺在已有的吸氣噴液技術恒溫恒濕箱基礎上,用電子膨脹閥替換節流毛細管進行實驗,嘗試解決溫濕度波動范圍較大的問題。