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摘要：介绍了目前高温老化房中常用的气流组织形式，列出了各种气流组织方式的优缺点。
关键词：高温老化房；气流组织形式
中图分类号：R122文献标识码： A
高温老化房是针对高性能电子产品（如显示屏、工控主板、导航芯片等）仿真出一种高温环境测试的设备。老化的理论基础是浴盆曲线，通过老化方式筛选出早期失效的不良产品，是客户迅速找出问题、解决问题提供有效手段。对提高电子产品稳定性、可靠性具有重要的意义，是生产企业提高产品质量和竞争性的重要生产流程，该设备目前广泛应用于显示器、电子、通讯、生物制药等领域。
高温老化房常用技术参数：
序号 项目名称 技术参数
1 温度范围 +5～60℃
2 温度波动 ±0.5℃
3 温度偏差 最大精度±2℃
4 运行方式 自动预约开机、恒温控制、老化时间计时
5 输入电源 AC~380V；50 Hz；
目前高温老化房中风力恒温系统，通常由热风循环系统、加热系统和超温排风系统组成。热风循环系统采用循环风机和配套风管强制空气循环，可保证测试区内温度均匀。热风循环控温过程：当开机时循环风机和加热器开始工作，温度到达设定值时循环风机继续工作，加热器停止加热随着时间的推移产品区温度会逐渐上升当温度超过设定上限时排风系统开始动作将产品区过热气体排室外。当温度下降至设定值下限时排风风机停止排风。循环系统在老化产品的过程中始终保持循环状态，以保证温度均衡。
送風口出流特性是影响高温老化房气流组织形式的重要因素，采用合理的气流组织形式可以最大限度地提高空气的对流换热系数，才能充分保证高温老化房内温度的均衡，有效的将温度偏差控制在限定的范围内。
影响气流组织的因素主要有三个方面，一是送风口和回风的设计布局，二是高温老化房内用于固定检测元件机架的设计布局，三是检测元件的设计布局。从测试情况看，主要影响因素还是送风口和回风口的设计布局。目前最常用的气流组织形式有：
一、顶部送风底部回风
2011年参与开发了用于测试ipad显示屏的高温老化房项目中循环气流组织形式采用了顶部送风底部回风的组织形式：
顶部送风底部回风空气流程 高温老化房设备示意图
循环加热气流首先经顶部风机，再进入到高温老化房顶部的送风口中，通过顶部送风口均匀送到老化房中，使高温老化房内形成层流，然后经过老化房底板的回风口、背部的管道及加热设备再次进入风机中进行循环。当老化房温度超过设定温度时，加热设备立即停止工作，同时自动打开补风口及排风口控制阀，轴流排风机也打开，通过补充新风迅速降低老化房中温度避免显示屏超温损坏。
采用顶送下回的送风形式，顶部送风可以形成平行流流型、涡流少，断面速度场均匀。对于温湿度要求精度高的房间，则是一种理想的气流组织型式。现场测试中，在被检测元件没有放置时室内温差可控制在±2℃范围内，当将检测元件放入老化房内的小车中时，因显示屏和测试板占用的空间较大，导致送风被显示屏和测试板阻挡，没能形成足够的射程，高温老化房中也无法形成层流，室内温差在±5℃左右。后经改造将送风口设置在老化房内的小车之间，避开显示器测试架的位置，使得送风能达到底部后再回风。高温老化房送风口经改造后，室内温差范围可控制在±2℃内。
二、下侧送风顶部回风
2012年在对高温老化房设计经验总结的基础上，开发出第二代高温老化房。第二代产品送分形式改为下侧送风顶部回风。
下侧送风顶部回风空气流程 高温老化房设备示意图
循环空气首先经过顶部送风机后进入管道中，在送入侧面的风道，循环空气在侧面风道中经加热器加热后，从下侧面的送风口送入高温老化房中，经顶部回风口再次进入风机进行循环。
侧面送风的射流的几何形状与送风口安装位置有关。假设房高为 H，送风口高度为h，则当h= 0.5H时，射流上下对称，呈橄榄状；当h≤0.7H时，由于射流下部与底板之间距离减小，卷吸的空气量少，因而流速大，静压小，而射流上部则静压大，上下压力差将射流往下压，使得气流贴附于底板而流动，故称贴附射流。贴附射流仅有一边卷吸周围空气，速度衰减慢，射程比较长。当两侧送风对射时，高温老化房内产生了回旋气流，加上送风与回风之间的温差，送风空气温度较高密度较小，回风温度略小密度较大，高温老化房内上下形成压差，送风能较均匀地分布到高温老化房内。特别是采用侧送风后，送风射流有效地避开了显示屏测试板的阻挡。实测后老化房内温差可有效控制在±2℃内。
三、上侧送风下侧回风
侧送侧回是目前几种送风方式中比较经济的一种，特殊是高温老化房宽度不是太大时。采用上部侧送风，下侧面回风，侧送风口布置在老化房的侧墙上部，空气横向送出，气流吹到对面墙上转折下落到工作区以较低速度流过工作区，再由布置在同侧的回风口排出。布置形式如下图所示。
侧送侧回形式使工作区处于回流区，具有以下优点:由于送风射流在到达工作区之前，己与房间空气进行了比较充分的混合，速度场和温度场都趋于均匀和稳定，因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性。所以对于侧送侧回来说，容易满足设计对于速度不均匀系数的要求。
此外，由于侧送侧回的射流射程比较长，射流来得及充分衰减，故可加大送风温差。基于上述优点，侧送侧回是用的最多的气流组织形式。
采用侧送侧回方式送风，送风口风速应控制好，避免射程过小送风无法到达对面墙壁时已短路，导致高温老化房送风口对面温度较低。一般送风风速采用3 m/s～5m/s，可使射流具有足够的射程，进入工作区前其风速和温度可以充分衰减，达到较均匀的温度和速度，可减少区域温差。工作区域平均风速一般为0.1 m/s～0.4m/s。
侧送送风口一般安装要靠近顶棚，风口采用三层百叶风口，里层可调节风口截面，中间层为横向百叶，可调节竖向仰角，一般设置成略向上可加强贴附射流，增加射程。最外层为竖向百叶，可调节送风水平扩散角度，通过调整百叶角度，避免形成死角，使得气流跟均匀。回风口靠近底板，下回风可使热风往下送。
侧送侧回的送风速度是满足形成贴附射流长度的重要因素,为使贴附射流中途下落需控制阿基米德数Ar≤0.0097。
Ar=g ds △t /u2 Tn 公式中g=9.18m2/s，△t送风温差（温度波动±0.5℃，送风温差取3℃～6℃），ds为送风口当量直径（m），u为送风速度（m/s），Tn为工作区的绝对温度（℃）。
高温老化房三种形式的气流组织方式对比:
一、顶部送风底部回风优缺点
顶部送风底部回风优点主要表现在：1、高温老化房内可形成层流，温度较均匀；2、加热设备及管道均可设置在背部风道中，空间利用较高。
顶部送风底部回风缺点主要表现在：1、高温老化房内送风气流易受到检测显示器平放的影响，气流无法到达底部形成层流；2、送风量及压头较大，需克服热气流浮力影响，易造成底板温度偏低；3、为形成层流送风，顶部送风面积增加，顶部静压箱送风面积增加，成本投入高。
二、下侧送风顶部回风优缺点
下侧送风顶部回风优点主要表现在：1、高温老化房中气流受被检测设备的平放影响较小，气流可横向流通；2、送风口设置在底部，无需克服热气流上浮力影响，送风射程大，高温老化房内温度较均匀，送风口与出风口温差较小；3、风机风量及压头相对于顶部送风小，节约投资成本。
下侧送风顶部回风缺点主要表现在：1、因两侧做送风风道，高温老化房内有效容积相对减少；2、两侧射流对射，主要工作区处于回旋气流中，底部四角位置处易存在死角区，。
三、上侧送风下侧回风优缺点
上侧送风下侧回风优点主要表现在：1、送风与回风均在同侧，可利用高温老化房背部隔断设置管道和加热设备，增加高温老化房空间利用率；2送风射流在到达工作区之前，己与房间空气进行了比较充分的混合，高温老化房检测显示屏处于回流区温度较均匀3、循环风系统布置较简单，相应投入成本可降低。
上侧送风下侧回风缺点主要表现在：1、需控制送风口风向及出口射程，避免射程过短，导致两侧温差过大；2、高温老化房顶部需留出一定的送风空间，避免送风气流受到检测元件的阻挡，无法形成贴附射流。
结束语：
高低温老化房设计中选择一种合适的气流组织形式，不但能减少老化房内温差，防止老化房内出现温度死角，而且对节约能耗具有重要的意义。
参考文献：
[1] 赵荣义 ，简明空调设计手册 ，第一版，中国建筑工业出版社，1998
[2] 曹捷等《一种新型高低温老化房》电 子 工 艺 技 术 2002年
[3] 彭关中等《办公室空调房间热环境数值模拟研究》 建筑热能通风空调2009
关键词：高温老化房；气流组织形式
中图分类号：R122文献标识码： A
高温老化房是针对高性能电子产品（如显示屏、工控主板、导航芯片等）仿真出一种高温环境测试的设备。老化的理论基础是浴盆曲线，通过老化方式筛选出早期失效的不良产品，是客户迅速找出问题、解决问题提供有效手段。对提高电子产品稳定性、可靠性具有重要的意义，是生产企业提高产品质量和竞争性的重要生产流程，该设备目前广泛应用于显示器、电子、通讯、生物制药等领域。
高温老化房常用技术参数：
序号 项目名称 技术参数
1 温度范围 +5～60℃
2 温度波动 ±0.5℃
3 温度偏差 最大精度±2℃
4 运行方式 自动预约开机、恒温控制、老化时间计时
5 输入电源 AC~380V；50 Hz；
目前高温老化房中风力恒温系统，通常由热风循环系统、加热系统和超温排风系统组成。热风循环系统采用循环风机和配套风管强制空气循环，可保证测试区内温度均匀。热风循环控温过程：当开机时循环风机和加热器开始工作，温度到达设定值时循环风机继续工作，加热器停止加热随着时间的推移产品区温度会逐渐上升当温度超过设定上限时排风系统开始动作将产品区过热气体排室外。当温度下降至设定值下限时排风风机停止排风。循环系统在老化产品的过程中始终保持循环状态，以保证温度均衡。
送風口出流特性是影响高温老化房气流组织形式的重要因素，采用合理的气流组织形式可以最大限度地提高空气的对流换热系数，才能充分保证高温老化房内温度的均衡，有效的将温度偏差控制在限定的范围内。
影响气流组织的因素主要有三个方面，一是送风口和回风的设计布局，二是高温老化房内用于固定检测元件机架的设计布局，三是检测元件的设计布局。从测试情况看，主要影响因素还是送风口和回风口的设计布局。目前最常用的气流组织形式有：
一、顶部送风底部回风
2011年参与开发了用于测试ipad显示屏的高温老化房项目中循环气流组织形式采用了顶部送风底部回风的组织形式：
顶部送风底部回风空气流程 高温老化房设备示意图
循环加热气流首先经顶部风机，再进入到高温老化房顶部的送风口中，通过顶部送风口均匀送到老化房中，使高温老化房内形成层流，然后经过老化房底板的回风口、背部的管道及加热设备再次进入风机中进行循环。当老化房温度超过设定温度时，加热设备立即停止工作，同时自动打开补风口及排风口控制阀，轴流排风机也打开，通过补充新风迅速降低老化房中温度避免显示屏超温损坏。
采用顶送下回的送风形式，顶部送风可以形成平行流流型、涡流少，断面速度场均匀。对于温湿度要求精度高的房间，则是一种理想的气流组织型式。现场测试中，在被检测元件没有放置时室内温差可控制在±2℃范围内，当将检测元件放入老化房内的小车中时，因显示屏和测试板占用的空间较大，导致送风被显示屏和测试板阻挡，没能形成足够的射程，高温老化房中也无法形成层流，室内温差在±5℃左右。后经改造将送风口设置在老化房内的小车之间，避开显示器测试架的位置，使得送风能达到底部后再回风。高温老化房送风口经改造后，室内温差范围可控制在±2℃内。
二、下侧送风顶部回风
2012年在对高温老化房设计经验总结的基础上，开发出第二代高温老化房。第二代产品送分形式改为下侧送风顶部回风。
下侧送风顶部回风空气流程 高温老化房设备示意图
循环空气首先经过顶部送风机后进入管道中，在送入侧面的风道，循环空气在侧面风道中经加热器加热后，从下侧面的送风口送入高温老化房中，经顶部回风口再次进入风机进行循环。
侧面送风的射流的几何形状与送风口安装位置有关。假设房高为 H，送风口高度为h，则当h= 0.5H时，射流上下对称，呈橄榄状；当h≤0.7H时，由于射流下部与底板之间距离减小，卷吸的空气量少，因而流速大，静压小，而射流上部则静压大，上下压力差将射流往下压，使得气流贴附于底板而流动，故称贴附射流。贴附射流仅有一边卷吸周围空气，速度衰减慢，射程比较长。当两侧送风对射时，高温老化房内产生了回旋气流，加上送风与回风之间的温差，送风空气温度较高密度较小，回风温度略小密度较大，高温老化房内上下形成压差，送风能较均匀地分布到高温老化房内。特别是采用侧送风后，送风射流有效地避开了显示屏测试板的阻挡。实测后老化房内温差可有效控制在±2℃内。
三、上侧送风下侧回风
侧送侧回是目前几种送风方式中比较经济的一种，特殊是高温老化房宽度不是太大时。采用上部侧送风，下侧面回风，侧送风口布置在老化房的侧墙上部，空气横向送出，气流吹到对面墙上转折下落到工作区以较低速度流过工作区，再由布置在同侧的回风口排出。布置形式如下图所示。
侧送侧回形式使工作区处于回流区，具有以下优点:由于送风射流在到达工作区之前，己与房间空气进行了比较充分的混合，速度场和温度场都趋于均匀和稳定，因此能保证工作区气流速度和温度的均匀性。所以对于侧送侧回来说，容易满足设计对于速度不均匀系数的要求。
此外，由于侧送侧回的射流射程比较长，射流来得及充分衰减，故可加大送风温差。基于上述优点，侧送侧回是用的最多的气流组织形式。
采用侧送侧回方式送风，送风口风速应控制好，避免射程过小送风无法到达对面墙壁时已短路，导致高温老化房送风口对面温度较低。一般送风风速采用3 m/s～5m/s，可使射流具有足够的射程，进入工作区前其风速和温度可以充分衰减，达到较均匀的温度和速度，可减少区域温差。工作区域平均风速一般为0.1 m/s～0.4m/s。
侧送送风口一般安装要靠近顶棚，风口采用三层百叶风口，里层可调节风口截面，中间层为横向百叶，可调节竖向仰角，一般设置成略向上可加强贴附射流，增加射程。最外层为竖向百叶，可调节送风水平扩散角度，通过调整百叶角度，避免形成死角，使得气流跟均匀。回风口靠近底板，下回风可使热风往下送。
侧送侧回的送风速度是满足形成贴附射流长度的重要因素,为使贴附射流中途下落需控制阿基米德数Ar≤0.0097。
Ar=g ds △t /u2 Tn 公式中g=9.18m2/s，△t送风温差（温度波动±0.5℃，送风温差取3℃～6℃），ds为送风口当量直径（m），u为送风速度（m/s），Tn为工作区的绝对温度（℃）。
高温老化房三种形式的气流组织方式对比:
一、顶部送风底部回风优缺点
顶部送风底部回风优点主要表现在：1、高温老化房内可形成层流，温度较均匀；2、加热设备及管道均可设置在背部风道中，空间利用较高。
顶部送风底部回风缺点主要表现在：1、高温老化房内送风气流易受到检测显示器平放的影响，气流无法到达底部形成层流；2、送风量及压头较大，需克服热气流浮力影响，易造成底板温度偏低；3、为形成层流送风，顶部送风面积增加，顶部静压箱送风面积增加，成本投入高。
二、下侧送风顶部回风优缺点
下侧送风顶部回风优点主要表现在：1、高温老化房中气流受被检测设备的平放影响较小，气流可横向流通；2、送风口设置在底部，无需克服热气流上浮力影响，送风射程大，高温老化房内温度较均匀，送风口与出风口温差较小；3、风机风量及压头相对于顶部送风小，节约投资成本。
下侧送风顶部回风缺点主要表现在：1、因两侧做送风风道，高温老化房内有效容积相对减少；2、两侧射流对射，主要工作区处于回旋气流中，底部四角位置处易存在死角区，。
三、上侧送风下侧回风优缺点
上侧送风下侧回风优点主要表现在：1、送风与回风均在同侧，可利用高温老化房背部隔断设置管道和加热设备，增加高温老化房空间利用率；2送风射流在到达工作区之前，己与房间空气进行了比较充分的混合，高温老化房检测显示屏处于回流区温度较均匀3、循环风系统布置较简单，相应投入成本可降低。
上侧送风下侧回风缺点主要表现在：1、需控制送风口风向及出口射程，避免射程过短，导致两侧温差过大；2、高温老化房顶部需留出一定的送风空间，避免送风气流受到检测元件的阻挡，无法形成贴附射流。
结束语：
高低温老化房设计中选择一种合适的气流组织形式，不但能减少老化房内温差，防止老化房内出现温度死角，而且对节约能耗具有重要的意义。
参考文献：
[1] 赵荣义 ，简明空调设计手册 ，第一版，中国建筑工业出版社，1998
[2] 曹捷等《一种新型高低温老化房》电 子 工 艺 技 术 2002年
[3] 彭关中等《办公室空调房间热环境数值模拟研究》 建筑热能通风空调2009