步入式恒温恒湿试验箱主要结构与功能模块有哪些方面？

步入式恒温恒湿试验箱 主要结构与功能模块拆解

步入式（Walk-in）属于大型整体式环境舱，区别于台式机，多用于整车零部件、大型机柜、动力电池包、整机组装件批量测试，整体分为舱体围护结构、空气循环系统、温湿度调节系统、制冷系统、控制系统、辅助配套模块、安全防护系统七大核心模块，下面分模块详细说明。

一、舱体围护主体结构

1. 内外箱体与保温层

- 外壳：冷轧钢板静电喷塑，防锈抗压；

- 内胆：整体SUS304不锈钢板，耐腐蚀、耐水汽、不易析出杂质；

- 中间夹层：高密度聚氨酯整体发泡保温层，厚度通常100～150mm，杜绝冷桥、漏冷、外壁凝露，保障能耗与温场均匀性。

2. 舱门系统

- 单开/双开平移门、重型铰链，加装压紧锁扣，保证密闭；

- 双层硅胶密封胶条，带加热防凝露功能（门框加装电热丝，防止低温时门框结冰、结露滴水）；

- 可选观察窗（中空钢化玻璃、带电加热除雾）、应急逃生锁（内部可一键开门，安全强制配置）。

3. 底板与承重结构

底部加厚不锈钢承重地板、承重横梁，根据需求定制载荷：常规500kg/㎡～3t/㎡，适配大型工装、电池托盘、整车部件堆叠；底部可配排水槽、集水井，用于高湿工况积水排放。

4. 预留接口

标配测试引线孔（φ80/100/150mm）、氮气接口、压差接口、样品通电电缆通道，满足产品带电运行测试。

二、空气循环风道系统（决定温湿度均匀度）

步入式最核心性能依赖风道布局，主流为上送风下回风或两侧风道循环：

1. 循环风柜：独立内置风仓，配备多台大功率离心循环风机，大风量强制对流；

2. 静压腔+多孔散流板：顶部密布可调出风孔，打散气流，避免直吹样品造成局部温差；

3. 回风区：舱体下部统一回风，经过表冷器、加热器、加湿桶后再次循环；

4. 作用：控制空间温均匀度±0.5～±1.5℃、湿度均匀度±3%～±5%RH，满足GB/T 2423、IEC标准要求。

三、温度调节子模块

1. 加热单元

- 不锈钢鳍片式电加热器，SSR固态继电器PID无段调功，无触点通断，控温平稳；

- 分区独立控温：大风量机型常做分段加热，避免局部过热，适配大空间升降温。

2. 降温单元（依托制冷系统）

通过蒸发器换热带走热量，配合风机风量匹配升降温速率，常规线性升降温：0.5～3℃/min，高速款可达5℃/min以上。

四、湿度调节系统（恒温恒湿核心）

主流两种方案：锅炉式蒸汽加湿（大型步入式标配）、浅槽电极加湿：

1. 蒸汽加湿系统- 不锈钢加湿锅炉、水位传感器、进水电磁阀、排污阀；

- 使用去离子水，产生饱和蒸汽混入循环风道，加湿响应快、湿度波动小，适合大空间、高湿（85%～98%RH）长期运行；

2. 除湿功能（冷冻除湿）

低温蒸发器表面结露析出水分，通过降低盘管温度带走空气中水汽，配合PID控制干湿平衡，实现20%RH～98%RH宽湿度区间；

3. 供水单元：纯水水箱、增压泵、过滤器，必须接入去离子水，防止水垢堵塞加湿管路。

五、制冷系统模块（低温能力核心）

步入式容积大、热负荷高，配置远强于台式机：

1. 压缩机配置- 常规低温（0℃/-20℃）：单级活塞/涡旋机组；

- -40℃、-60℃深低温：采用二元复叠制冷系统，高低温双级压缩；

常用品牌：谷轮、比泽尔等工业压缩机；

2. 冷凝器散热形式- 风冷式：外置风冷冷凝器，安装灵活，中小型步入式常用；

- 水冷式：配套冷却水塔、循环水泵，散热稳定，适合大容积、长时间连续运行、南方高温厂区；

3. 辅助部件：干燥过滤器、油分离器、热力膨胀阀、电磁阀、高低压压力保护组件、储液罐，使用环保冷媒R404A、R507、R23等。

六、中央控制系统模块

1. 硬件：工业级PLC + 10寸及以上彩色触摸屏，独立温控模块、PT100高精度温度传感器（多点布点，大舱体前后左右上中下布置多个探头）；

2. 核心功能：- 多段程序编辑、循环运行、断电续跑、定时启停；

- 实时温湿度曲线、历史数据存储、U盘导出、报表打印，满足CNAS实验室；

- 多点温度监测、舱内超温独立保护；

- 通讯接口：RS485、以太网，对接工厂MES、上位机远程监控；

3. 安全逻辑：压缩机延时启动、阶梯加载，避免开机冲击电流。

七、辅助配套功能模块

1. 压力排水系统：底部集水槽、自动排水泵，高湿、凝露工况自动排水；

2. 内部照明：防爆LED舱内灯，方便人员进入摆放样品；

3. 工装导轨/叉车通道：大件产品可预留叉车进出空间、内部导轨台车；

4. 氮气吹扫接口：用于低湿、防氧化、电池测试场景，置换舱内湿气与氧气。

八、安全防护系统（步入式强制标配）

1. 人身安全：内部逃生锁、舱内紧急停止按钮、声光报警器；

2. 设备保护：高低温超温保护、压缩机高低压保护、风机过载、漏电保护、加湿缺水保护；

3. 特殊行业选配（新能源锂电）：防爆腔体、泄压阀、烟雾探测、可燃气体监测、强制排风、喷淋灭火接口、氮气惰化系统。

九、常用对应执行标准

GB/T 2423.1、GB/T 2423.2、GB/T 2423.3、IEC 60068、汽车电子VW、ISO、JEDEC等，第三方实验室多用于CNAS校准。