Испытательная камера для имитации параметров окружающей среды - SU1386806A1

Код документа: SU1386806A1

Чертежи

Описание

СХ) СХ)

сг

Изобретение относится к технике 1 ондиционирования воздуха, и предназ Йачено для иьштации экстремальных Климатических факторов, температуры и влажности с широким рабочим диапа- 8ОНОМ и высокой то чностью. : Ив патента ЧССР № 96808 (Н.кл. 6dl/56, I960) известна испытатель Йая камера для имитации окружающей |;реды, содержащая корпус с дверью j Подвешенной на раме, размещенный в ем с зазором резервуар два венти- |пятора, первый из которых установлен is резервуаре, а второй в зазоре, а |также расположенные в последнем ис {паритель и нагреватель.

Недостатком известного устройства является то, что с помощью соответ- ственно выбранной системы термоста- тирования высокие требования к стоякетву и. высоким значениям влаж гности (около 98%) могут быть выполне :ны только в ограниченном диапазоне I изменения температуры и влажности I воздуха, но не могут быть достигнуты высокие скорости изменения их значе НИИ. Кроме того ,; воспроизводство кли матических параметров, изменяющихся в широком диапазоне температур ( - + 180°с) при сохранении постоянных высоких значений влажное-- ти (включая значение ср «

98% при t.

80 С) и высокой ско

рости изменения вышеуказанных пара- метров S требует больших технико- зко комических затрат. Это обусловлено тем, что известное устройство удов летворяет только ограниченным требо ванийм в отношении постоянства тем пературы, не Обеспечивает paBHOMap- ное распределение температуры в icaMS - ре и не позволяет достичь высоких зКачений влажности воздуха в камере«

В особенности это касается дости жения высокой., влажностиS так как при команде регулирования Охлаждение постоянства температуры по времени плюс местное-распределение темпера- туры в среднем значении К не .достижимо, и далее зависимая от теп- лообмена разность температур между средней температурой воздуха и самой низкой темпер-атурой поверхности ис парителя или температурой кожуха ис пытательной камеры, которая во время команды на охлаждение всегда больше 1,0 К и вследствие ограниченных возможностей согласования энергии охлаж0

дающей способности холодильного ком прессора, включая .испаритель, с по- требностью охлаждающей способности при соответствующей температуре ис- парительной камеры в области темпе ратурно влажностного режима недости жимы стабильные наивысшие значения влажности, равные - 97% и выше. Так же отрицательно сказывается на ско рость изменения температуры высокая теплоемкость термостатирующей жидкости , среднее значение которой меньше, чем для непосредственно термостатированных испытательных камер. Темпера турный диапазон ограничен ввиду на личия пределов применения термоста тирующей жидкости и лежит между и ,

Цель изобретения обеспечение возможности проведения испытаний при экстремальных условиях окружающей среды (диапазон изменения температур (100 С +180 С) и по,пдержание отно сительной влажности воздуха до 97% и выше в диапазоне изменения температур ( +80°С) при местной плюс временной разности температур, рав ной ),

Поставленная цель достигается тем, что испытательная камера для имитации параметров окружающей среды, содержа щая корпус с дверью, подвешенной на раме5 размещенньм в нем с зазором ре зервуар, два вентилятора, первый из которых установлен в резервуаре, а второй в зазоре, а также расположен ные в последнем испаритель и нагрева тель, согласно изобретению, снабжена и-образным стальным листом, установ ленным в зазоре и-имеюшд1М прилегаю шие к корпусу и раме края и отверс тия для размещения второго вентилято ра, при этом противоположная относи тельно установки вентилятора стекка листа выполнена перфорированной, ре зервуар снабжен со сторонь перфори рованной стенки листа отклоняющим козырьком и выполнен двустенным, прИ чем наружная стенка резервуара имеет угловую заслонку, одна из его внут ре нних стенок выполнена перфорирован ной, а противоположная имеет отвер стие для установки в ней с зазором первого вентилятора, и оба вентиля тора размещены на одном валу.

На фиг.1 изображена камера, прО дольный разрез; на фиг,2 ьечение на фиг. 1 ,

Камера содержит корпус 1 с две рыо 3, подвешенной на раме 2, раэ- мещенный в нем с зазором резервуар 4 два вентилятора 15 к 7, первый из ко торых установлен в резервуаре 4, а второй в зазоре, а также расположен- ные в последнем испаритель 23 и на греватель 24. Камера также снабжена и-образным стальным листом 5, уста новленным в зазоре и имеющим приле- гающие к корпусу 1 и раме 2 края и отверстие .6 для размещения второго вентилятора 7. Противоположная отно- сительно установки вентилятора 7 стенка 8 листа 5 выполнена перфори - рованной, резервуар 4 снабжен со сто- РОНЫ перфорированной стенки 8 листа 5 отклоняющим козырьком 9 и выполнен двустенным. Наружная стенка резервуа ра 4 имеет угловую заслонку 19, одна из его внутренних стенок 17 выполне на перфорированной,, а противополож-- ная стенка 13 имеет отверстие 14 для установки в ней с зазором первого вентилятора 14 для установки в ней с зазором первого вентилятора 15, и . оба вентилятора 15 и 17 размещены на одном валу 16. Двустенный резервуар 4 имеет камеру 10 и прикреплен к ра- ме II .

Внутренная дверь 12 может совпа дать с дверью 3 корпуса 1.

Крепление двустенного резервуара 4 может производиться с помощью укрепленных в боковых стенках резервуа ра 4 и в шине 27 пальцев 28 из материала с небольшой теплопроводностью, при этом шина 27 может опираться на укрепленные в корпусе 1 опорные пальцы 29.

Проходное отверстие в наружной стенке резервуара 4 для вала 16 мо- жать иметь диаметр больше диаметра вала 16 и образовывать кольцевой за- зор 30.

Подвод сухого или влажного воздуха в резервуар 4 может осуществляться через систему 25 подачи, а отвод воздуха - через систему 26 отвода.

Угловая заслонка 19 может поворачиваться с помощью поворотного устройства 22.

Устройство работает следующим образом .

В зазоре между корпусом 1 и резервуаром 4 расположен U-образный направляющий стальной лист 5, образуя внешний циркуляционный контур тем.

что в стенке разделяющего направляющего стального листа 5 имеется отверстие 6 с вентилятором 2, а противоположная стенка направляющего стального листа 5 перф(3рирована. Резервуар 4 выполнен двустенным, образуя внутренний циркуляционный контур тем, что в одной его внутренней стенке имеется отверстие 14 с вентилятором 15, а противоположная стенка 17 перфорирована.

В зазоре между корпусом 1 и резер вуаром 4 газообразная термостатирую- щая среда, главным образом воздух, охлаждается с помощью испарителя холодильного агента или подогревается нагревателем. Вентилятор 7 перемещает термостатирующую среду,. поток которой разделяется стальным листом 5 посредством своей перфорированной стенки 8 и отклоняющего козырька 9, и равномерный расщепленный поток со всех сторон параллельно обтекает стенки резервуара 4 и внутреннюю дверь 12. Благодаря исполнению внеш- него циркуляционного контура достигается то, что газообразная термоста- тирующая среда лишь после затухания колебаний процесса регулирования обтекает резервуар с внутренней дверью 12, причем всесторонний энергооб- мен производится через стенки с также газообразной термоетатирующей средой внутреннего циркуляционного кон- тура. Вентилятор 15 перемещает тер мостатирующую среду во внутреннем циркуляционном контуре через отверстие 14 внутренней стенки резервуара 4 и поток среды проходит через . перфорированную внутреннюю стенку 17 в межстеночное пространство резервуара 4. В межстеночном пространстве образуется направленньй поток с небольшой скоростью. При подобном расположении внешнего и внутреннего циркуляционных контуров разделенные потоки термостатирующей среды движутся противотоком вдоль разделяющих их стенок резервуара 4. Благодаря такой схеме термостатирования, принятой согласно изобретению, стало возможным функциональное действие системы термостатирования согласно с требуемым принципом работы, т.е. в диапазоне температур от до +180°С последовательной схемой, состоящей из нескольких термосопротивлений и теплоемкости, отсеиваются и преобра-

зуются в постоянно испускаемое коли честно тепла действия импульсов энергии энергетических звеньев, если они ; представляют собой корпус 1 с рамой :2 и дверью 3, включая элементы на- |Правляющего воздуха устройства, а Iтакже резервуар 4 с его направляю |щим воздух устройством под воздей ствием проходящей термостатирующей среды воздуха, причем таким обра |зом, что в середине камеры достига |ется постоянство температуры +0,1 К, при этом посредством измененного с помощью управления Заслонкой 19 на правления воздуха уменьшается термо инертность, и достигается таким обра- зом высокая скорость изменения тем |пературы Вследствие полностью отре :гулированного по температуре обтека ; ВИЯ воздухом внутренняя полость ре Iзервуара 4 полностью экранируется от i возмущающих воздействий теплоприто-- ка и теплопотерь в результате разнос Iти температур между внешней темпера- I турой и температурой внутренней по Iлости резервуара 4, которая при экст j ремально высоком диапазоне темпера- I тур может принимать высокие значения, j Так как в резервуаре 4 энергетические звенья отсутствуют, а стенки пред ставляют собой поверхности теплооб мена,циркуляция воздуха в нем осу ществляется с небольшой потерей дав ления и требует поэтому лишь неболь шой мощности вентилятора 15, В ре зультате этого, внесенное вентилято ром 15 количество тепла незначитель но, и в сочетании с экранированной от возмущающих воздействий внутрен ней полостью резервуара 4 разность температур между средней твмперату рой воздуха внутренней полости резер вуара 4 и температурой внутренней стенки резервуара 4 настолько мала, что вблизи значения температуры, равного ПО К как частичного диа- пазона всего диапазона температур, достигается верхнее предельное значение относительной влажности, равное 98%. При этом небольшое количество тепла, если оно вносится в камеру дозируемым влажным воздухом системы ув - лажнения, оказывает влияние, на это значение относительной влажности. Одновременно экранирование внутренней полости резервуара 4 вызывает небольшое местное отклонение любой точ - ки температуры, отнесенной к темпера

туре в середине камеры меньше либо равное ±0,2 К в названном частичном диапазоне. Полное действие термоинер дни и теплоемкости достигается тем, что резервуар 4 имеет, лишь практичес ки точечное соприкосновение с корпу сом или тем, что термоинерция вслед ствие теплопроводности больше, чем термоинерция вследствие теплообмена через термостатирующую среду воз дух. Это та1сже является вкладом в общий результат.

Так как общая емкость термостати рующего устройства при еще более вы соких качественных параметрах сос тавляет как максимум около 1/3 теп лоемкости устройств с термостатирова нием жидкостью потребление энергии при такой же скорости изменения тем пературы уменьшается также до 1/3. Оба рабочих состояния: нагрев (охлаж дение), с одной стороны, и регулиро ванне при температуре заданного значения , с другой стороны, требуют для оптимального принципа работы в осо- бенности при высоких скоростях изме- нения эффективного термодинамичес кого согласования. Это решено тем, что внешний и внутренний контуры цир куляции термостатирующей среды раздв ляются или, в зависимости от рабочего состояния, соединяются посредством вращаемой угловой заслонки 19, выполненной преимущественно с электромагнитным автоматическим управлением . Когда управление отдается регулятором температуры, который при регулируемом удалении от установленного значения параметра выдает предварительный сигнал, и сразу же угловая заслонка 19 переключается на регулирование значений параметра с меньшей производительностью нагрева (охлаждения , после выполнения перехода с высокой производительности на.грева- ния) охлаждения на низкую, угловая заслонка 19 закрывается. При более высокой скорости изменения темпера- туры разделенный отклоняющим стальным листой 5 воздушный поток во внеш нем циркуляционном контуре через открытую угловую заслонку 19 направляется в резервуар 4 как. частичный поток и после прохожд ения резервуара 4 снова соединяется с частичным потоком внешнего циркуляционного контура. Действующее в результате этого уменьшение термоинерции снижает также пе-

репад температур между корпусом 1 и резервуаром 4 при нагревании/охлаждении , и выбранное значение параметра достигается быстрее. Таким образом, достигается термодинамическое согласование с рабочим состоянием. Функ ционально с автоматическим переключением связаны: при высокой скорости изменения - высокая производитель ность нагревания/охлаждения с открытой угловой заслонкой 19; при регули ровании устанавливаемых значений теьг пературы - меньшая производительность нагревания/охлаждения с закрытой уг- ловой заслонкой.

Преимуществом испытательной камеры является то, что два разделенных кон4

тура циркуляции для газообразной тер- мостатирующей среды, главным образом воздуха, во внешнем циркуляционном контуре и внутреннем циркуляционном контуре реализуются направленно, что не было до сих пор применено, и что оба циркуляционных контура могут быть соединены друг с другом. V

Это позволяет имитировать параметры окружающей среды (температуру и влажность) в широком рабочем диапазоне и с высокой точностью, при этом достижение и сохранение этих экстремальных климатических параметров осуществляется за наикратчайшее время при экономичном расходе энергии.