多功能气候试验室技术说明

一、概述

本主要试验设备为根据用户要求特制的设备，其功能是在一定空间内模拟一种或多种气候状态，为试验提供环境条件和测试手段试验室系统均能独立进行试验，达到提高能效和设备使用效率及运行可靠性。

二、模拟气候试验系统组成：

（一）多功能试验室一：

⑴温度试验系统，⑵盐雾试验系统，⑶酸雨喷淋试验系统，⑷紫外光照试验系统，⑸CO₂碳化试验系统，（6）湿度试验系统。

三、主要技术规格及参数：

四、主要配置要求

室体保温板：

外板材质：经特殊防锈处理的耐腐蚀喷涂板。

内板材质：板内壁材料为进口￡=1.2 SUS304L不锈钢板；

库板在发泡前预埋特殊设计加工的防变形钢木骨架。

保温材质：10cm厚的高密度阻燃聚胺脂发泡专用保温层。

底板：底板为￡=2.0SUS304L不锈钢板。

制冷压缩机：2套，选用德国品牌，半封闭压缩机；主要制冷配件尽量选用进口配件。

加热器：采用钛合金。

温湿度控制器：采用进口控制器。

喷嘴：选用方便拆装的快拆式耐腐蚀喷嘴。材料采用不锈钢

盐雾供给：采用蠕动泵。

CO2浓度测量：选用进口CO2浓度传感器。

五、系统说明及材料性能

1、箱体结构：

1.1、室体：

（1）、拼装组合冷库结构，采用10cm厚耐高低温、保温性能的专用库板拼装而成；

（2）、库板材质：

外箱板材质：为经特殊防锈处理的高级镀锌彩钢喷涂板；

内箱板材质：选用优质SUS304L厚度达1.2mm不锈钢板

（3）、外板颜色：电脑白；

（4）、保温材质：采用10cm厚的高密度聚胺脂发泡专用保温层；

（5）、底部采用SUS304L厚度达2.0mm不锈钢板制作，能承重4000KG试件。

（6）、工作室顶部采用“人”字形，保证了盐溶液不得滴落在试件上。选用方便拆装的快拆式耐腐蚀喷嘴。材料采用不锈钢。保证了盐雾无水滴现象。

1.2、室门：

（1）、材料：用韧性好、耐高低温老化的专用硅橡胶密封保温库门。

（2）、开门方式：双扇外开门结构。

1.3、照明及电源：

室内安装防潮、防雾、防爆三防照明灯.每室2组。

1.4、循环风机：

采用风机专用马达+不锈钢加长轴心+耐高低温的不锈钢多翼式涡轮风扇，对工作室内空气进行强制对流，垂直扩散循环，保证均匀度。

2、制冷系统：

2.1、制冷系统采用分体安装方式，工作室内置空气调节处理（包含冷风机及化霜水自动收集排放装置）系统，库外安装制冷机组，结构紧凑，同时也降低了室内噪音；

2.2、采用风冷式冷凝方式，从而使系统结构简单紧凑，安装方便，从而具有高可靠性和高稳定性的降温特性；

2.3、机组检漏：

全系统管路均为通氮加压（压力60kg/cm²以上）24小时检漏测试；

2.4、机组保护：

（1）压缩机高压保护；

（2）压缩机低压保护；

（3）压缩机超温保护；

（4）压缩机电机过电流，过压，欠压保护；

（5）冷风机电机过电流，防反转保护。

2.5、机组配置：

1、制冷压缩机组：

采用德国“Copeland” 半封闭水冷压缩机所组成高效制冷系统。使得试验箱的降温速率和低温恒温符合要求。

2、热力膨胀阀：

采用丹麦进口“Danfoss”牌热力膨胀阀的制冷系统的设计应用能量调节技术，既能保证制冷机组正常运行又能对制冷系统的能耗及制冷量进行有效的调节，使制冷系统的运行费用和故障率下降到较为经济的状态。

3、冷媒（制冷剂）：

采用美国DUPONT（杜邦）公司生产的R404和R23环保型制冷剂。

4、冷却方式：

风冷，采用波浪状鳍片型强制送风冷凝器。

5、制冷辅助件：

主要制冷配件及控制器件均采用进口原件，电磁阀和截止阀采用意大利产“CASTEI”（卡士妥）牌,压力控制器采用韩国产“HJ”牌等。

6、检漏：

全系统管路均通氮加压（压力60kg/cm2以上）24小时检漏测试。

7、蒸发器：

斜率式FIN-TUBE蒸发器。

8、所有冷冻系统动作程弃，*由微电脑控制器控制，可达到率及省电的优点。

9、化霜

（1）、化霜方式：可按设定的时间自动化霜，也可人为强制化霜；

（2）、化霜水排放：通过化霜水收集槽和引水管把化霜水自动排入室外下水道

10、制冷加热控制系统：

（1）、采用不锈钢鳍片式镍铬丝高速加热器；

（2）、*独立系统，不影响冷冻系统；

（3）、加热控制方式采用中国台湾产“阳明”SSR（固态继电器）驱动，无触点控制、无噪音、无电弧，稳定可靠。

（4）、温度控制由PID自动调节，输出功率随温度实际值与设定值比较结果变化而变化，以达到高精度、高功效和高稳定性。

3、温湿度试验系统

3.1、系统概述

温湿度交变试验系统，是考核产品在湿热气候环境条件下适应能力的试验设备，一般由室体、空调系统和监控系统三大部分组成。要保证湿热室内温湿度均匀，首先要保证试验室内气流组织速度的均匀一致，而室内的风速正是由室体本身固有的送风式所决定的。因此，在结构上空气处理和电气控制等方面必须有相应的要求。根据我们从事环境试验设备的经验，考虑到湿热试验室的客观原因，室体长度较长，采用全孔板顶送底回的送风方式，具有很多优点：温湿度均匀性好、精度高、风量均匀，在单位时间内可以完成较大的冷热交换，控制仪表的相应时间短，故控制仪表的灵敏度高。这些优点也正是湿热室所要求的，因湿热室顶部不允许有水滴滴落在试验样品上，因此，湿热试验室选用全孔板顶送底回结构，使顶部静压腔与多孔板在同等的温度条件下解决了凝露水问题。根据凝露机理，不同材料所制的多孔板，可选用不同解决方法，为了尽量减少对静压腔温度干扰，多孔板应选用传热快，比热小，厚度薄的金属材料。多孔板顶送底回的送风方式，它的送风速度一般5米／秒，室内风速约为0．25米/秒,这完满足湿热试验标准要求.

3.2、设备要求及结构说明

3.2.2、要求及结构特点

2.1、加热系统：

1、形式：独立钛合金铠装翅片式（镍铬合金电热丝封装在金属护管内）加热器；*独立系统，不影响冷冻系统；

2、控制器件：加热控制方式采用无触点固态继电器驱动，具有无触点控制、无噪音、无电弧，稳定可靠的特点。

2.2、加湿和除湿系统

1、加湿器：电极式加湿器。

2、加湿原理：采用电极式加湿方法，以水为导电介质，将加湿用水通电进行快速加热，其特点是可以迅速产生洁净的蒸汽，性能稳定、控湿精确高，输出加湿量在30%～99%之间。

3、加湿罐为可自动清洗式，具有全自动清洗功能，可定时自动及手动清洗，一般每隔两小时自动清洗一次。

4、自动加水装置：与自来水或去离子水管道连接后，加湿罐用水可自动供水。

5、保证“性能指标”，稳定可靠，适合多年使用；

6、除湿：采用蒸发器盘管露点凝露接触方式去湿；

7、有超湿、溢流双重保护装置；

8、加湿、除湿系统*独立；

2.3、加湿循环

采用录式水循环系统，利用水位控制器，实现加湿供水，并配有缺水，无水，不加热等声光保护功能。

2.4、空气调节系统：

1、空气强制循环通风，平衡调温调湿方式；

2、噪音≤70dB。

2.5、湿度、温度传感器

1、温度传感器：精度铠装铂电阻（保证“性能指标”），传感精度0.1℃；

2、湿度测量方式：经典干湿球法（保证“性能指标”）。

3、湿热试验、控制系统、加热系统、风道系统、加湿系统、除湿系统、制冷系统组成，采用整体结构。

4、试验箱的结构及附件放置方式，能防止冷凝水滴落到工件上。箱内的冷凝水要不断排出。

5、试验箱保持空气流畅，工作空间的风速为0.5～2米/秒。

6、试验箱采用制冷系统，保证试验室温度，湿度的稳定性。

7、试验箱内的加热、加湿等辅助装置全部采用不锈钢材料制作。

8、制冷、除湿的冷机及部分元器件采用进口元器件（如电磁阀、过滤器、膨胀阀、贮液器等）。

9、试验箱大门安装可靠，密封性好，无泄漏。

3.2.3、控制系统：

1、控制系统采用韩国温湿度控制器，配有R485通讯接口，可直接与通用计算机相连，可显示、设定、存储、打印试验数据，提供通讯边接线和驱动软件。

2、制冷、升温、湿度控制，其功率随试验品的热容量和设定的温、湿度可实现抗积分饱和PID自动平衡调节开机功率、运行工况；

3、温度湿度时间输入显示值最小：0.1℃/0.1%RH/0.1分钟；

4、温度、湿度、时间输入范围：-100℃～+200℃/0～99%RH/0～999小时；

5、控制输出：温度、湿度；

6、试验数据显示：设定温度、设定相对湿度、实测温度、实测相对湿度、

总运行时间、段运行时间、段剩余时间、加热加湿状态、日历时间。同时能显示实测的温度曲线、湿度曲线等；

7、运行方式：恒定运行方式；

8、故障信息：当发生异常时，具有故障显示功能，可能的原因和推荐的解决方法；同时发出报警音响信号和视觉信号（声光报警）；

9、无器件选用：接触器采用法国施耐德产品；按钮继电器采用日本欧姆龙产品；其它零部件均采用进口产品

4、盐雾试验系统：

4.1、供气系统

本试验室采用气流式喷雾，因此要有供气系统。供气系统的作用就是连续供给盐雾试验室所需压力的新鲜空气。本系统内拟购置一台低噪音空气压缩机作供气源，另购压缩空气贮气罐一个。以储存气体，以免直接供气影响压缩机的寿命，并可根据需要随时供气。环境大气经空气压缩机压缩成高空气后进入贮气罐。

为了保障进入喷咀的空气为洁净带湿度的热空气，需将压缩机产生的气体进行油水分离，为达到分离干净，分二次分离，初级分离器为一圆形受压容器，内有活性碳、干净的石子、羊毛毡、分流器、排污接口等。第二级为精细型过滤，处在进入饱和器前的位置，力求做到尽的能力除油污。

由于喷雾压力只需0.07～0.14MPA,过滤后的空气需进行二级减压,级将空气减至0.2～0.3MPA,第二级根据雾量的大小,调至0.07～0.14MPA,以使经喷咀喷出的喷雾压力在规定范围之内.

盐雾试验规定进入试验室的空气要有一定的温度和湿度,因此在压缩空气进入室体前增加一套加热加湿装置,即空气饱和器,饱和器温度值受温控仪控制,可以根据不同的环境温度及试验温度对温度进行调整。

饱和器为一受压容器,耐压≥6kg,有不锈钢制作,饱和器装有电热管.筒内装去离子水,设有水位计、进水阀、进气阀、排气阀、排污阀、传感器测试孔等。压缩空气进入饱和器后与去离子水或蒸馏水产生的水蒸气混和，以使进入喷咀的空气为接近箱内试验温度、洁净湿润的空气。

供气系统的管道材料为耐压PP管。所有暴露在空气中的管道以及埋在外层框架的管道均需用不同的保温材料进行保温。

4.2、饱和器内水的补充：

由于经饱和器内流出的空气是湿热空气，会带走一部分水蒸气长时间工作会不断地消耗水，需要及时补充水，此外，由于喷雾状态下，饱器内有压力，进不去水，就得暂时停止供气。困此：在饱和器上设置二支电磁阀，其中一支为进水电磁阀，另一支为出气（通气）电磁阀，补充时二支电磁阀同时打开。由饱和器水位开关来控制。

4.3、盐溶液供给系统：

气流喷雾要连续进行，盐水的连续自动补给是的。盐水补给系统就是为了达到这一目的而设置的。

为了保持一定的虹吸高度，需要将盐水虹吸水位保持在适当的高度。配置好的盐溶液贮存在一塑料容器内，靠蠕动泵直接送入喷咀内。蠕动泵用来调节盐溶液的供给量，将柔性或半柔性的管子置入泵头，当电机旋转时泵头辗压泵管产生真空并驱动液体，从而实现流量控制。这种方式盐溶液不经过泵，只是通过管路，对泵及盐溶液都不会产生腐蚀及污染。每四个喷咀供水管路上各配一组流量调节及流量计，调节与显示进入喷咀的流量。

为了使进入喷咀的盐溶液温度与室内温度接近，需在盐水补给箱内加装热器，使其进入喷咀的盐水符合要求。

4.4、喷雾系统：

喷雾装置的功能就是将盐水补给系统送来的盐水利用气源系统供给的高压空气从喷咀中高速成喷射时产生的引射作用，通过虹吸原理将盐水吸上来。并经过雾分散器吏盐水成雾状喷出。

本试验室选用选用方便拆装的快拆式耐腐蚀喷嘴，材料采用不锈钢。带径流调节系统，它们被安装在支架上，可以在1000mm范围人垂直移动，并可以在轴向±90°内旋转。

4.5、压力平衡及排污排水系统：

喷雾过程中盐溶液除排雾系统带走一部分外，大多数都跌落在室体内。排水管与排雾管可有机地结合起来，通过一个通道既排出盐雾又排出积水。同时又可保持压力平衡，最终排雾口应远离试验室。

4.6、快速排雾装置：

试验结束后，室体尚有大量盐雾存在，短时间内不能全部沉降或排出室外。为了方便试验人员尽早进入室体，本室设计有一套快速排雾装置，在30分钟内可将室内的盐雾排除。

4.7、试验品支架：

试验品支架由不锈钢焊接而成，下方配有尼龙脚轮。

外部小车由不锈钢焊接而成，下方配有橡胶脚轮、并设有工作室内部轨道，同样采用不锈 钢制成，并在箱体底部做了加强处理承够承受试品及试品支架的重量，承重量≥4000kg。

外部小车与工作室内轨道，设有对接口便于试品支架进入（退出）工作室。

试验品的进入：打工箱门，先将试品支架安放于外部小车并固定，再将试品放置于试品支架上并固定。然后移到外部小车，使其于工作内轨道对接，再将试品架解除固定，用牵引车移动试品支架到工作室内并使试品处于工作室中间位置，并固定，然后关上箱门。试验品出箱与进入相反操作。

4.8、喷雾方式：周期、连续

本设备为用户提供两种喷雾方式。一种是周期，即根据用户设定的时间，设备作间隙运行。另一种是连续工作，即设备作一种连续工作状态。种运行方式：主要检测材料在环境变化较大的条件下，材料的耐腐蚀性。 第二种运行方式：主要检测材料在环境变化较小、或无变化的条件下，料的耐腐蚀性。

以上二种运行方式主要由1个三档转换开关和1只双计时时间继电器来控制，转换开关主要用转换运行方式。双计时时间继电器主要用来执行周期运行的工作。

5、酸雨喷淋试验系统

5.1、主要技术指标

5.2、结构特征

1、人工雨方向:垂直向下

2、淋雨量调节：可调

3、淋雨周期控制：既可手工控制淋雨，也可自动控制周期淋雨

4、主要由箱体、摆管系统、压力系统、水循环系统以及控制系统组成。

5、淋雨系统喷嘴由SUS316L不锈钢制作而成。喷嘴尺寸、数量以及布置方法严格按技术要求制作、选择，我公司选用的喷嘴流量、压力、雨滴直径的大小均可以自由调节。

6、喷水雨排应实现（滑道）自动上下移动，喷嘴方向可调；

7、喷淋压力和流量，能够自动控制、调节和测量，并能在测控装置上自动显示；

8、具有排水和绝热保温措施；

9、喷淋系统带有储水罐，以便实现内部循环；

10、雨量范围：0－10mm/min（水平和垂直分量）,雨量可调，雨量时间20min；

11、喷淋系统安装在箱体的顶部。

6、紫外光照试验系统

6.1、技术要求：

6.2、结构特征

设备主控制器为智能数显控制仪，人性化设计的操作方法，易学易用，并且不同功能档次的仪表操作相互兼。输入采用数字校正系统，内置常用热电偶，测量精确稳定。具备位式调节和AI人工智能调节功能，多种报警模式

尽管紫外光（UV）只占阳光的5%，但是它却是造成户外耐用性下降的主要光照因素。这是因为阳光的光化学反应影响随着波长的减少而增加。因此在模拟阳光对材料物理性质的破坏影响时，不需要再现整个阳光光谱。在一些情况下，只需要模拟短波的UV光即可。

采用UV灯管的原因是因为它们比其它灯管更为稳定，并且能更好的再现试验结果。采用荧光紫外灯模拟光对物理性质的影响，例如亮度下降、褪色、剥落等方面，是方法。大多的数的紫外荧光灯管产生的是紫外光，而不是可见光和红外光。

6.3、暴露方式：蒸汽冷凝机理

试样表面经规定的辐照时间后转入模拟夜间的无辐照状态，此时试样表面仍受暴露室内热空气和水蒸气的饱和混和物加热作用，而试样背面继续受到周围空间的空气冷却，形成试样表面凝露的暴露状态。

6.4、紫外辐照传感器：

紫外线老化试验配有紫外辐照传感器。它是一种高精密的光度控制系统，它可以允许用户选择所期望的光照度。可以对光照强度进行连续监测。和全自动精确维护。它可以通过调节灯管能量来对因灯管老化或任何其他变化造成的光能量下及时作出修正

7、CO₂碳化试验系统：

CO₂气体浓度可调范围：0～20%

CO₂浓度测试点数量：共3个测试点，用来检测均匀度

控制精度 ±3%

混凝土碳化试验是进行混凝土碳化实验的专用设备。产品符合GBJ82-85《水泥长期耐久性实验》中碳化实验设备的要求。

装置：工作室内装有架空试件的不锈钢支架、二氧化碳气体引入口、分析取样用的气体引入口、工作室内气体对流循环装置、温湿度监测装置。

气体分析仪：选用日本富士生产红外CO₂控制器。能够分析箱内的二氧化碳浓度，精确至1％。

二氧化碳供气装置：包括气瓶、压力表和流量计。

六、设备安全装置

1、主回路漏电断路器、操作回路过负载短路保护；

2、控制室门开关、上下限温度设定器、干烧防止器、冷冻机过热/过负载保护；

3、加湿系统异常保护；

4、试样负载短路保护；

5、设备具有警报信号装置、超温保护设定装置；

6、设备装有加湿水路排水开关、急停开机、运行指示灯、故障指示灯、蜂鸣器等。

7、电源相序保护；

七、整体系统：

本系统具有一机多用功能。

1、加热独立系统，可作高温试验室单独使用；

2、二氧化碳气体碳化独立系统，可作二氧化碳气体碳化试验室使用；

3、制冷独立系统，可作低温试验室使用；

4、盐水喷雾独立系统，可作盐水喷雾试验室使用；

5、淋雨独立系统，可作淋雨试验室使用；

6、独立光照系统，可作荧光紫外灯试验室使用；