縱觀近十年中國環(huán)境試驗行業(yè)迅速發(fā)展，主要源于兩個動力：一是局勢的動蕩，特別是美國 挑起的幾場局部戰(zhàn)爭迫使中國加大國防工業(yè)技改經(jīng)費(fèi)投入；二是中國外向型企業(yè)，特別是外資企業(yè)數(shù)量、規(guī)模的增大及中國加入世界貿(mào)易組織后國內(nèi)企業(yè)出于加強(qiáng)競爭力的需要。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率在150%以上（僅國內(nèi)生產(chǎn)廠家）。

溫濕度試驗箱近幾年基本技術(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。以下將對溫濕度試驗箱的現(xiàn)狀進(jìn)行淺略分析，歡迎各位同行批評指正。

一、基本性能：

多數(shù)規(guī)?；囼炏鋸S家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)型溫濕度試驗箱可以達(dá)到試驗要求的基本性能指標(biāo)，如降溫時

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)到驗收目的。

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

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

再調(diào)試或設(shè)計變更，驗收費(fèi)用由生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)。

二、可靠性：

實際應(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

驗箱機(jī)械故障越來越少。引發(fā)故障的原因主要是設(shè)計、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、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、焊接工藝不過關(guān)引起的故障。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，試驗箱生產(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、降噪等都會影響試

驗箱質(zhì)量，在運(yùn)輸過程中及長時間運(yùn)轉(zhuǎn)后會引起泄漏。

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題的常見原因。

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

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

間選擇

4.1 溫濕度試驗箱極限工況：

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

長蒸發(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，但會大幅度增

加材料成本。低溫時冷凍油粘度變大，甚至*不能流動導(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)計時必須深入分析，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)器自動除霜及考慮冷凍油

與制冷劑互容性及絮凝點等可靠性措施。一些不負(fù)責(zé)任的生產(chǎn)廠家為了取得低價優(yōu)勢或設(shè)計人員

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)熱過載繼電器等都節(jié)省掉了。這種以犧牲試驗箱安全及可靠性達(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（許多工廠車間可能會超過35℃），風(fēng)冷低溫試驗箱的低溫極限、降溫時間等低溫性

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

有關(guān)條款。

三、安全性：

試驗箱安全性涉及操作人員、試驗物品及設(shè)備本身三方面。

1、針對操作人員保護(hù)主要包括

1.1漏電時切斷試驗箱總電源。

1.2高溫試驗時箱門打開時風(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)可以在超過設(shè)定溫度時通過控制器切斷電源。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，溫度過高損壞試驗物品，在箱內(nèi)安裝獨立的

溫度控制器和傳感器，動作溫度設(shè)置為試驗溫度高限+5~10℃。對于溫度要求更高的試驗物品，可

以使用熱電偶和記錄器，用來監(jiān)測箱內(nèi)空氣和試驗物品表面的溫度。

四、能耗：

溫濕度試驗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，目前環(huán)境試驗行業(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（Maneurop），低溫型半

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

整個制冷系統(tǒng)的效率卻差距懸殊：同樣規(guī)格的試驗箱，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的制冷壓縮機(jī)來滿足降溫需求，如此一來在提高壓縮

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

但用戶購買機(jī)器以后的運(yùn)行費(fèi)用無暇顧及了。溫濕度試驗箱的能耗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，通過能量調(diào)節(jié)減小不必要的制冷量可以同時降低制冷壓縮機(jī)、

加熱、加濕三方面的功耗。常見的能量調(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，德國比澤爾（Bitzer）的半封

閉活塞式壓縮機(jī)可以直接通過更換裝有卸載電磁閥的壓縮機(jī)氣缸頂蓋實現(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，潤滑不良會損壞壓縮機(jī)，

因此變頻時需要使用專門設(shè)計的壓縮機(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；一部分通過冷

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

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)器時有若干電磁閥+膨脹閥組，通

過不同的制冷劑流量及過熱度來進(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；后面兩種方法對加熱、

加濕能耗減少的同時壓縮機(jī)能耗也有一定程度的減少。實際應(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。

溫濕度試驗箱用制冷壓縮機(jī)的趨勢如下：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)性能的是德國比澤爾，只是目前相對往復(fù)活塞式壓縮機(jī)成本偏高。