Устройство, функции и работа камеры холода
Камера холода - это техника для создания низких температур с целью испытания объекта на прочность и устойчивость к агрессивным условиям. Оборудование применяют в промышленных и исследовательских направлениях, чтобы выявить и устранить слабые стороны изделия.
Выгода приобретения камеры холода
Климатическая камера холода предназначена для имитации только отрицательных температур в рабочем пространстве. Нужные условия достигаются с помощью холодильного узла с 1 или 2 хладагентами (рабочими жидкостями). Во втором случае блок имеет каскадную систему, а хладагенты - разные свойства. Такое исполнение позволяет создать температурный режим менее -50 градусов. Для бесперебойной работы оборудования нужно учитывать функции и возможности хладагента.
Аккумулятор холода в морозильнике используется для резервного накопления холода. Это бывает необходимо, если в камере хранят какие-либо изделия.
Внутренняя полость техники, где происходят испытания, абсолютно герметична. Если допустить теплообмен, заданный режим нарушится и результаты исследования будут некорректные. Разгерметизация вызовет сбои в работе, потребуется ремонт или полная замена оборудования.
Чтобы поместить образец в рабочую полость, предусмотрена дверца. Она плотно закрывается и не пропускает внешние потоки внутрь камеры. Дверца изготовлена из непромерзаемых материалов. Для контроля за экспериментом служит окно наблюдений.
Система охлаждения представлена самостоятельным блоком. Его лучше разместить в отдалении от основной полости. Если модель камеры не позволяет установку функциональных блоков на расстоянии, надо позаботиться об изоляции холодильного узла слоем материала.
Основные составляющие камеры холода
Климатическая установка включает:
- Полость для экспериментов. Она оснащена техническими узлами для имитации заданной среды.
- Система охлаждения - комплекс элементов для понижения температуры. Воздействие на внутреннюю атмосферу происходит с помощью хладагентов. Рабочие жидкости имеют разные характеристики и способны установить разные температуры.
- Корпус. Имеет хорошие защитные свойства, чтобы противостоять механическим воздействиям и неблагоприятным окружающим условиям. Изготавливается из металла, а для дополнительной изоляции оснащается слоем материала.
- Панель управления. Состоит из электронных деталей и блоков. Комплекс позволяет регулировать параметры для поддержания определенной среды в рабочей полости.
Оборудование обычно включает и элементы для нагревания. Они нужны чтобы быстро повысить градусы, создав перепад, или обеспечить нужный режим положительных температур, если техника универсальная. Второй вариант позволяет испытывать изделия на тепло и холод.
Каскадная система холодильного узла
Каскадная холодильная техника позволяет значительно снизить температуру по сравнению со стандартными камерами. Для этого в узле охлаждения находится 2 рабочих раствора, один из которых - низкотемпературный. Это объясняется принципом работы компрессора - при низком давлении его теоретический объем больше, чем при высоком. В результате компрессор начинает функционировать в усиленном режиме, что повышает капитальные вложения. Пониженное давление на всасывании приводит к приравниванию газодинамических потерь и усилия сжатия компрессора. При таких условиях энергетическая результативность холодильного оборудования заметно снижается.
Чтобы понизить мощность привода компрессора, применяют растворы высокого давления с содержанием этана, хладона и прочие. Но у таких компонентов значительно повышается давление конденсации при увеличении окружающей температуры, поэтому их можно применять только в каскадных блоках.
Каскадные холодильные установки состоят из двух одноступенчатых механизмов - ветвей. Хладагент высокого давления R23 применяется для нижней ветви, среднего - для верхней. Давление внутри холодильного блока повышается при простое оборудования, когда температура всех деталей становится такой же, как и в помещении.
Для контроля за давлением служит расширительный резервуар, соединённый с нижней ветвью. Он удерживает давление на уровне ниже расчетного максимального значения.
Каскады часто проявляют себя лучше двух- и даже трехступенчатых установок. Такой результат получается благодаря достоинствам компонентов высокого давления. Преимущества каскадного блока по сравнению с двухступенчатым:
- меньший теоретический объем компрессора;
- меньше мощность трения компрессора;
- меньше потери мощности.
Нарушения в работе камеры
Выход из строя камеры холода - нечастое явление. Они работают долго и надёжно, если соблюдать правила эксплуатации. Но случаются и нарушения в работе, которые могут затрагивать:
- технический узел;
- блок управления.
Поломка технических элементов приведет к погрешностям при создании режима и в результатах испытаний. Такое нарушение сложно выявить с первых минут.
Своевременная аттестация испытательной камеры позволит обнаружить отклонения, не дожидаясь серьезных поломок. Если нарушения есть, нужно сразу же определить дату ремонта.
Выходу из строя техники обычно предшествует какое-то событие, например, резкие колебания напряжения или нарушение правил эксплуатации. Также к поломке приводит износ деталей.
В любом случае, не надо дожидаться ремонта или замены оборудования по высокой стоимости. Лучше регулярно проводить профилактику и соблюдать правила пользования техникой.