摘(zhāi)要：恒溫恒(héng)濕試驗(yàn)箱(xiāng)在低溫高濕工(gōng)況（-10℃/85%RH）下(xià)運行時(shí)
，低溫腔體(tǐ)蒸發器(qì)表(biǎo)麵(miàn)結霜(shuāng)對(duì)濕(shī)度控製形成(chéng)持續(xù)性的耦合幹(gān)擾(rǎo)。霜(shuāng)層(céng)增(zēng)厚導(dǎo)致(zhì)蒸發溫(wēn)度下(xià)降，換熱效(xiào)率衰減，除(chú)濕(shī)能力(lì)改變(biàn)
，濕(shī)度(dù)控(kòng)製(zhì)回路因反饋(kuì)信號(hào)的擾(rǎo)動(dòng)而(ér)產(chǎn)生振蕩。本文從霜層熱(rè)阻對蒸發(fā)溫(wēn)度的(dí)影響，蒸(zhēng)發(fā)溫度(dù)變(biàn)化(huà)對除(chú)濕率的(dí)傳(chuán)遞(dì)函數，濕度控製回路(lù)的擾(rǎo)動響應三個(gè)維度(dù)
，係統分(fēn)析結霜(shuāng)對濕(shī)度控製的耦合(hé)幹擾機製
，提(tí)出基(jī)於霜層(céng)厚(hòu)度前(qián)饋補償(cháng)+濕(shī)度(dù)控製回路(lù)參(cān)數自(zì)適應(yīng)整定的解耦(ǒu)控製(zhì)方案(àn)
，將(jiāng)低(dī)溫(wēn)高濕工況下(xià)濕(shī)度波(bō)動從±6%RH壓(yā)縮至±2%RH以內。

一，結(jié)霜對除(chú)濕(shī)過程的幹擾(rǎo)機理

蒸(zhēng)發器除(chú)濕(shī)過(guò)程中
，濕(shī)空(kōng)氣流(liú)過(guò)翅片表麵(miàn)
，水(shuǐ)分(fēn)在低(dī)於露(lòu)點(diǎn)溫度的(dí)翅(chì)片上(shàng)冷(lěng)凝析(xī)出。當翅(chì)片(piàn)表(biǎo)麵溫(wēn)度低於0℃時
，冷(lěng)凝(níng)水(shuǐ)凍結(jié)成(chéng)霜
，霜(shuāng)層熱(rè)阻R_frost隨(suí)霜(shuāng)層厚(hòu)度綫性增長：R_frost = δ_frost / λ_frost
，λ_frost約0.1-0.2W/m·K。霜層熱阻(zǔ)疊(dié)加(jiā)於蒸發(fā)器總熱(rè)阻
，蒸(zhēng)發溫(wēn)度(dù)T_evap逐漸(jiàn)升高(gāo)（絕對(duì)值(zhí)減(jiǎn)小）
，翅片表麵(miàn)與(yǔ)空(kōng)氣露點(diǎn)溫(wēn)度的溫差縮小(xiǎo)
，除(chú)濕率(shuài)W_dehum = K × A × (T_dew - T_evap) / h_fg持續下降(jiàng)。

二(èr)，除濕率(shuài)衰減對(duì)濕度(dù)控(kòng)製回路的擾(rǎo)動傳(chuán)遞(dì)

除濕率下降導(dǎo)致(zhì)箱內(nèi)含(hán)濕量降低速(sù)度變慢
，濕度(dù)控製(zhì)器為(wéi)達到設定值而增加除(chú)濕輸(shū)出(chū)。當霜層(céng)增厚到一(yī)定(dìng)程(chéng)度時
，即使除濕係(xì)統(tǒng)滿負荷運行
，濕度仍無法降(jiàng)至目標值
，控(kòng)製器積分(fēn)飽和。此時若執(zhí)行除霜(shuāng)
，霜層(céng)融(róng)化(huà)後(hòu)蒸發溫(wēn)度突然(rán)降(jiàng)低
，除濕率急(jí)劇(jù)恢復(fù)
，濕度(dù)出(chū)現驟降超調(tiáo)。結(jié)霜(shuāng)-除(chú)霜(shuāng)交替循環形(xíng)成濕度振蕩
，振(zhèn)蕩幅(fú)度(dù)可(kě)達(dá)±5-8%RH
，嚴(yán)重影響(xiǎng)測試(shì)穩定性(xìng)和(hé)樣品(pǐn)暴(bào)露(lòu)條件(jiàn)的(dí)一致(zhì)性(xìng)。

三，基(jī)於前(qián)饋補(bǔ)償的解(jiě)耦控製(zhì)方案(àn)

3.1 霜層厚度在(zài)綫(xiàn)估算

通(tōng)過(guò)蒸發器(qì)進(jìn)出(chū)風溫(wēn)差(chà)和風機電流雙(shuāng)參數(shù)法估(gū)算(suàn)霜層厚(hòu)度
，建立(lì)霜層(céng)厚度與(yǔ)除(chú)濕(shī)率衰(shuāi)減量(liáng)的(dí)關係模(mó)型。

3.2 濕度控製(zhì)器前(qián)饋補償

當(dāng)霜層厚度導(dǎo)致除(chú)濕(shī)率下降(jiàng)超過15%時
，將除濕(shī)率下(xià)降(jiàng)量作為前饋信(xìn)號疊加至濕(shī)度(dù)控(kòng)製器(qì)輸出(chū)
，提(tí)前(qián)增加(jiā)除濕(shī)指(zhǐ)令
，補償(cháng)衰(shuāi)減
，避免(miǎn)控(kòng)製器(qì)積(jī)分(fēn)飽(bǎo)和(hé)。

3.3 除霜(shuāng)過程濕(shī)度(dù)預補償

在除霜指令發出前30秒
，將濕度(dù)設定(dìng)值臨時上(shàng)調(tiáo)2-3%RH
，抵消(xiāo)除(chú)霜過(guò)程中(zhōng)濕(shī)度驟降(jiàng)的過(guò)衝(chōng)。除(chú)霜結束後(hòu)再(zài)逐步(bù)恢(huī)復設定值(zhí)。

四(sì)，優化效(xiào)果

實(shí)施(shī)前(qián)饋(kuì)補償(cháng)+預(yù)補償方(fāng)案後
，低溫高(gāo)濕(shī)工況(kuàng)（-10℃/85%RH）下(xià)濕度(dù)波動從±5.8%RH壓縮至±1.6%RH
，除霜(shuāng)過程濕度(dù)超(chāo)調從(cóng)8%RH降(jiàng)至2%RH以(yǐ)內(nèi)。

五(wǔ)，總(zǒng)結(jié)

結霜對濕(shī)度控製(zhì)的耦(ǒu)合幹擾(rǎo)本質(zhì)是(shì)霜層(céng)熱(rè)阻引起的除濕率衰減(jiǎn)和除霜(shuāng)恢復的(dí)階(jiē)躍擾(rǎo)動(dòng)。通過霜層厚度前(qián)饋補(bǔ)償和除霜預補償的(dí)解(jiě)耦控製(zhì)
，可(kě)有效抑製結(jié)霜(shuāng)幹擾
，保(bǎo)障(zhàng)低(dī)溫(wēn)高(gāo)濕工況下(xià)的濕度控製(zhì)穩定(dìng)性(xìng)。