加热系统

采用鳞片散热式加热管P.I.D控制加热从而达到温度平衡

采用裸露的螺旋镍铬加热丝和绝缘陶瓷支架制作加热器，表面负荷小，具有控温灵敏、温度滞后小的特点。

加热器控制方式：PID+PWM+  SSR，固态继电器进行无触点过零触发驱动加热器工作，无接触火花和噪音，使用寿命长。

加热子系统校核计算

功率的计算选择应考虑以下三条：

a.从初始状态，按规定时间要求实现加热介质至设定温度(工作温度);

b.在工况条件下，发热量足以维持介质温度;

c.应有一定的安全裕度，一般取1.2；

d.从第a）、b）条选择功率的较大者，乘以安全裕度就是应选的功率。

P 其中1.2为系统设计余量

特点

a.控温精度高；

b.温变速率良好；

c.应用宽带压迫平衡调温系统，通过快速收敛的PID自适应算法实现温度的快速控制。运用温度调和室，静压腔再加上离心风叶的强迫式风管系统，保证冷热充分的交换并均匀的通过顶部孔板均匀送风传送到工作室（实验区域）的每个空间，达到温度的均匀性；为实现温度的快速收敛，我公司与韩国三元公司合作开发了专用的、适用于本公司的PID自适应算法，该控制方式在控制过程中根据温度情况不断修正控制，达到收剑快，温度过冲小，稳定性高的控制目的；

制冷组成

制冷系统包括冷凝器、蒸发器、压缩机、冷却设备等

工作原理

压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的介质，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经膨胀阀，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的介质，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。

常温降到-30℃启动1级压缩机，-30℃～-70℃启动二级压缩机。

控制原理

风→蒸发器→加热器→舱内。温度传感器实时监测温度，位于出风口。

应用宽带压迫平衡调温系统，通过快速收敛的PID自适应算法实现温度的快速控制。运用温度调和室，静压腔再加上离心风叶的强迫式风管系统，保证冷热充分的交换并均匀的通过顶部孔板均匀送风传送到工作室（实验区域）的每个空间，达到温度的均匀性；为实现温度的快速收敛，我公司与韩国三元公司合作开发了专用的、适用于本公司的PID自适应算法，该控制方式在控制过程中根据温度情况不断修正控制，达到收剑快，温度过冲小，稳定性高的控制目的。蜂窝选配。

制冷系统校核计算

负荷计算：

工作空间：2400mm×1600mm×2100mm(长×宽×高)。

备舱体内，其热负荷主要由内胆自身的钢负荷（Pn）、负载负荷（Pf）、舱体内的空气负荷（Pk）、围护结构散热（Pw）及电机与伴热带散热（P’）。

根据负荷的种类，应用如下计算公式进行计算：

P=（Pn+  Pf+ Pk+Pw+P’）。

一、内胆负荷Pn

内胆负荷的基础计算公式如下：

Pn=CMμν

C：比热  kJ/kg.℃

M：质量  kg

μ：换热效率（≤1.0）

ν：变温速率（℃/S）；

其中内胆负荷主要为结构性钢性负荷，箱体内部结构主要由以下部分组成：a，等效内胆负载。b，空气处理单元模块。

1）钢负载比热容：C钢=0.46kJ/kg.℃

2）三部分的钢性负载重量M=Ma+Mb+Mc

内胆应包括空气处理单元及隔板等各项面积，取内胆的尺寸为：

a、等效内胆负载重量计算：

Ma=ρ钢Va

    =ρ钢×S钢×θ钢

ρ钢—不锈钢的密度：7900kg/m³；

S钢—内胆不锈钢面积：

S钢

θ钢—内胆及外侧保温层等效厚度：

θ钢

则有：Ma=442.38kg

b、等效风道模块重量估算：

估算风道的总重量约为

Mb

c、等效空气处理单元框架模块重量估算：

空气处理单元框架的重量约为：Mc

M=Ma+Mb+Mc

3）换热效率：μ=1

4）变温速率：△t=1℃/mim

Pn=

二、负载负荷Pf

负载负荷的基础计算公式如下：

Pf=CMμν

C：比热  kJ/kg.℃

M：质量  kg

μ：换热效率（≤1.0）

ν：变温速率（℃/S）；

根据技术要求，则有如下信息：

C钢=0.46kJ/kg.℃

负载换热系数：μ=1；

变温速率：△t=1℃/mim

则有：Pf

空气负荷Pk

负载负荷的基础计算公式如下

Pn=CMμν

C：比热  kJ/kg.℃

M：质量  kg

μ：换热效率（≤1.0）

ν：变温速率（℃/S）；

上述计算公式中，

空气的比热容：  C空=1.4kJ/kg.℃；

空气换热系数：μ=1.0；

舱内空气的质量计算：

Mc=ρ空V

ρ空—常压下空气的密度：1.2kg/m³；

V— 常压下舱内空气体积：V

则有：Mc

变温速率：△t=1℃/mim

根据公式计算如下：

Pk

维护结构传热

传热的基础计算公式如下：

Pw=KS△t

K—传热系数；

S—传热面积；

△t—舱体内外温差；

上述计算公式中，

舱体周边围护结构的传热系数：K=0.35W/（㎡·℃）

传热面积：Sw

假定舱内外的温度差：△t=70℃

Pw

五、电机及伴热带散热

传热的基础计算公式如下：

电机根据设备内部尺寸与大约提供的风量，选取的鼓风机的功率大约在3KW

伴热功率概算：

P’=θP+P”

θ—功率系数；

P—电机功率；

P”—伴热功率；

上述计算公式中，

热功率系数θ=0.15

P”=0.9KW

P’=  0.15×3+0.9=0.9KW

六、由以上三部分的计算公式得出：

P其中1.2为系统设计余量。

制冷系统特点

a.全系统管路均作通气加压22kg检漏测试；

b.加温、降温系统独立；

c.配有本公司专业技术特点，防高温高压气流同流开冷机损坏系统；

d.所有冷冻系统动作程序，由微电脑控制器控制；

e.压缩机底部有接水盘，能够将结霜产生的凝露水收集起来；

f.压缩机自带PTC温度传感器，当压缩机超温时，实现超温保护；

g.压缩机自带油压保护器，实现压缩机油压保护；

h.高低压保护装置，在设备工作过程中对制冷剂的压力进行监控，一旦制冷剂压力高于系统的极限压力或低于系统所设定的压力，立刻发出报警，并切断电源，直到故障排除；

i.制冷系统全使用进口品牌配件，质量可靠，保证系统的稳定性。

自主开发的多路、多级节流系统（制冷系统）：

本设备的制冷系统根据系统不同工况设计不同的毛细主路、旁路、通过智通控制系统根据工况自动控制，自动调节的毛细管节流系统，保证流量大小可调，达到了温度变化的目的，而且温度场变化均匀，温度波动极小。

制冷压缩机

采用的德国进口螺杆式压缩机。

具有温度、压力高低警告和报警功能、具有调整并合理分配压缩机运行时间功能、压缩机具有不同比例的加载模式功能、合理分配进回气管路，做到对称、均衡；制冷量1112kW＠-15℃

（低温螺杆制冷量978  kW＠-15℃，用于房间空气循环系统制冷；高温螺杆制冷量134  kW＠-15℃,用于新风系统制冷）

压缩机电机可直接启动，并具有过载保护功能；

压缩机具有油箱加热器、干燥过滤器、手动阀门、压力调节器和制冷剂视镜。油气分离器，其上需配备玻璃视窗，便于观察油位；

冷凝器

高效水冷换热器             

冷凝器换热腔体设有收集托和排水管。冷凝器的水冷侧安装手阀和三通，便于日后清洗。其它换热器，在水路一侧，均按此方式处理；

蒸发器

复式扰流型亲水铝鳍片装置。            

蒸发器设计有加热除霜功能，以确保长时间低温运行时蒸发器无霜，低温连续运行时间大于3天；

换热装置

采用高效钎焊板式换热器。             

制冷压力测量

进口高精度压力控制器，测量制冷压力，并向控制器发送压力信号

压缩机冷量可结合控制器自动连续可调，吸排气口安装压力传感器，监控压缩机运行状态。

冷却方式

风冷。

压缩机冷凝水

压缩机系统及冷凝管路全部配置承水托盘，排水口处放置接水盒

制冷机控制方式

控制系统根据试验条件自动调节制冷机的运行工况

循环水泵

低噪音管道泵强力送水循环

节流装置

热力膨胀阀、加厚毛细管

油分离器

将压缩机排出的高温高压制冷剂气体混有的冷冻油滴分离下来，并返回到压缩机曲轨腔供压缩机润滑和降温用

干燥过滤器

吸收制冷系统制冷剂中的残留水分、酸性物质，和过滤掉系统中的固休杂质颗粒、铜削等，保护膨胀阀和毛细管的正常工作，不至于发 生冰堵和脏堵

制冷剂

采用臭氧耗损指数为0的环保制冷剂R404a/R23，此冷媒不被Montreal公约或伦敦修正案和新的美国环保署法律禁止的环保型制冷剂（不含CFC）。

一级制冷机组采用  R404A，二级制冷采用 R23；

除霜功能

在-40℃下连续进行低温试验96小时，试验箱内不结霜。

人机界面

试验过程中设备可定值运行，程序运行，预约功能，冷启，热启，程序循环，程序嵌入程序，断电复位等功能。

配电柜

（1）开关柜由完整的电器部分组成，包含保险丝，熔断保护，开关控制和其他常规元件，  主要电气元件如总线模块，电源模块，变压器，继电器，控制器等。 （2）配电柜接线和电气系统由来设计并严格遵照安全规程进行安装和材料选取，  并符合国内电气相关规定。 （3）电气需有接地监控，符合国内电气相关标准要求。 （4）电量计量：电器柜内增加智能电表，电表有通讯功能，可以读取耗电量数据。

主要执行电气

选用SIEMENS、ABB品牌（或相当于同等品牌）。

画面显示功能

.温湿度设定(SV)实际(PV)值直接显示

.可显示执行程序号码,段次,剩余时间及循环次数, 运转时间显示

.程序编辑以及图形曲线显示

.具单独程序编辑画面,每页可输入4个段次温湿度,时间

.定点或程序动作状态显示

.语言转换可以切换中文/英文

.设备具有年、月、日及时间显示，设备总的运行时间（0～99999小时、不可复零）、程序段运行时间显示。可查看实时运行曲线。

.数据包括所有（热电偶温度，工况温湿度参数，单相、三相功率，电压，单相、三相电流，频率，冷媒压力）测试参数，进行自动采集、显示

程序容量及

控制功能

.可使用的程序量:120组,1个程序可由1~100段次组合而成，可使用的记忆容量:1200  SEGMENTS，可重复执行命令:每一个命令可达999次；程序斜率设定可由时间轴来设定，程序间每段可设定99小时99分钟，最小一分钟，可设定联结使用；

.具有编辑,清除,插入等功能，4组时间信号输出控制(可控制待测物ON/OFF动作)，具有9组PID参数设定，程序执行中具有跳段,保持功能；荧幕可作背光调整,可设定背光时间；荧幕显示保护功能可做定时或手动关闭设定；程序复制,COPY, 连接功能,编辑实验标题等程序编辑功能；

.PID自动演算和FUZZY控制功能；具有断电程序记忆,复电后自动启动并接续执行程序功能；具有预约启动及关机功能；具有日期,时间调整功能；按键及画面锁定(LOCK)功能

输入输出接口

预留模拟量及数字量输入输出接口（每种接口5个通道），可采集气压等其他信号，并将相关信号通过模拟量或数字量接口输出给其它设备。

RS-232

通讯界面

.可连接计算机显示曲线,资料获取

.可做为监控及遥控系统

.可做多台机器同步控制

SD存储卡

能够选择连续存储、间歇存储试验曲线。数据曲线存储容量64G. 配备标准USB接口，能将数据导出。

设定方式

中/英文界面、触摸式输入

运行方式

程序方式  / 定值方式

设定范围

温度范围上下限5℃

显示分辨率

温度0.1℃，时间1min，湿度0.1%RH。

有时间历程显示，最小采样时间间隔为5秒，可进行设定。

自校准

具备自校准功能，并向用户开放校准权限。

断电记忆功能

可设定断电恢复模式为：热起/冷起/停止

预约开机功能

可随意设定开机时间，打开电源后时间到机台自动运行

温度测量体

Pt100/0℃-4W，，SUSΦ3.2，

铂电阻变送器

-40（0）～80℃/1～5VDC，

产品传感器

配备两套。产品传感器可在工作室内任意位置移动、放置，用于被试件温湿度检测，并且提供接口，将温湿度信息传输到监控设备或供其他设备使用。

湿度变换器

0～100％RH/4～20mA，  ±3％RH(  0℃以下时使用)

湿度传感器采用电容式湿度传感器。

压力信号传感器

测试范围0～6MPa，测量精度要求  ±0.5%

数据采集

横河数据采集器GM10系列

电器

空气开关、接触器、继电器、漏电保护器、施耐德系列低压电器

计算机与打印机

（一套）

曲线记录功能

具有带电池保护的RAM，可保存设备的设定值、采样值及采样时刻的时间；记录时间为60天(当采样周期为1.5min时)

数据记录

可保存设备的设定值和采样值，可自动存储数据；存储采样间隔时间可以设置；可随时调取查询所存储记录中某一时段的数据，可用EXCEL等软件可以直接打开处理。

软件使用环境

IBM PC兼容机，PⅡ以上CPU，128M以上存储器，简体中文Windows2000或简体中文  WindowsXP作业系统

设定范围

温度：根据设备的温度工作范围调整(上限+5℃，下限-5℃)

输 入

铂电阻/DC  1～5V输入

电器系统

经过电磁兼容试验满足电磁兼容性国内标准要求；

附属功能

（标准配置）

故障报警及原因、处理提示功能。

断电保护功能，上下限温度保护功能。

（报警功能示意图以实际为准）

故障信息

设备出现故障时自动报警并切断电源，在控制器上显示出现的故障、可能原因分析。

自诊断功能

上下限温度保护功能（声光报警装置），控制系统还具备自检测、自诊断功能，自动进行故障显示、报警；具有日历定时开关机功能，设备可定时运行，到达设定时间后自动停机。