КАК ПОДОБРАТЬ КЛИМАТИЧЕСКУЮ КАМЕРУ?

Сегодня рынок переполнен предложениями по направлению климатических камер. Различные объемы, размеры, скорости выхода на режим, выход, потребляемая мощность, возможности системы управления и множество других вопросов. КАК ПОДОБРАТЬ КЛИМАТИЧЕСКУЮ КАМЕРУ, КОТОРАЯ ПОДХОДИТ ДЛЯ НЕОБХОДИМЫХ МНЕ ИСПЫТАНИЙ?

Немного теории. Большинство производителей поддерживаются следующего принципа работы климатической камеры: при избыточной холодопроизводительности компрессоров холодильной машины производится компенсация тепла за счет трубчатых электронагревателей (ТЭНов). Попросту говоря, при достижении камерой заданной температуры, допустим, -50°С, холодильная установка продолжает работает. Чтобы не превысить это значение, контроллер включает ТЭНы, которые нагревают объём камеры, не позволяя температуре опуститься ниже -50±2°С (стандартное допустимое отклонение). Далее ТЭНы включаются/выключаются по закону ПИД-регулирования для поддержания температуры с допустимым отклонением.

В самых примитивных камерах дросселирование (изменение давления) хладагента в контуре осуществляется посредством капиллярных трубок. В более продвинутых камерах количество хладагента регулируется посредством ТРВ (термо-регулирующий вентиль). Это позволяет в ограниченном виде регулировать выходную мощность компрессора и тем самым влиять на изменение скоростей нагрева и охлаждения

Касательно нашего оборудования, Компания ВАКТАЙМ предлагает технологически более выверенное решение. Система построена на контроле и регулировании давления хладагента на участках контуров машины за счет датчиков давления и системы клапанов. Данный подход обеспечивает широкие возможности регулирования в отдельности мощности нагрева и охлаждения, а также контроль точностных характеристик на требуемых диапазонах температур и влажности.

Кроме того, метод позволяет обеспечить высокую эффективность и работу в режиме энергосбережения: средняя потребляемая мощность в стабилизировавшемся режиме примерно вдвое меньше максимальной потребляемой мощности камеры.

Рекомендация 1. Вне зависимости от типа климатической камеры подбор зависит от следующих основных параметров:

• размеров, массы, материалов испытуемого изделия;

• требований режимов испытаний (графика) – сложности, скорости изменений параметров температуры и/или влажности, длительности – регламентируемых ГОСТ РВ 20.57.306-98, ГОСТ РВ 20.57.416-98 и другими стандартами, в том числе международными;

• наличие тепловыделения от испытуемого изделия;

• индивидуальных технических требований. Например, Технических условий конкретного изделия.

При выборе объема и размеров камеры следует помнить, что не весь рабочий объем камеры является полезным. Как правило, после установки камеры в помещении следует процедура аттестации камеры согласно ГОСТ Р 8.568-97 и/или ГОСТ РВ 0008-002-2013 «Аттестация испытательного оборудования, применяемого при оценке соответствия оборонной продукции».

При этой процедуре производится проверка эталонными средствами измерения характеристик испытательной камеры на соответствие заявленных производителем: диапазон температур, влажности, неравномерность (градиент) температуры и влажности по объёму и других.

Среди стандартов, применяемых при аттестации, есть ГОСТ Р 53618-2009 (МЭК 60068-3-5:2001) «Требования к характеристикам камер для испытаний технических изделий на стойкость к внешним воздействующим факторам. Методы аттестации камер (без загрузки) для испытаний на стойкость к воздействию температуры».

Этот ГОСТ содержит понятие «полезный объем» - часть камеры, в которой можно поддерживать заданные условия при установившемся режиме в пределах установленных допусков (см. рисунок)

Таблица №1. Значение минимального расстояния Х_мин от испытуемого изделия до стенок камеры в зависимости от объема камеры

Таким образом, для камеры объёмом 1 м³ с внутренними размерами 1000х1000х1000 мм Х_мин=1000/10=100 мм. То есть, полезный объем ограничен размерами 900х900х900 мм.

Данное требование объясняется необходимостью достаточного свободного пространства в камере для циркуляции воздуха, поскольку в противном случае можно получить проблемы с неравномерностью температуры в рабочем объеме, а также снизить срок службы камеры. Простой пример: вспомните, когда Вы заполняете бытовой холодильник продуктами «до отказа», все ли продукты сохраняют свое состояние? Часть из них препятствуют циркуляции воздуха, тем самым создавая разные зоны температур, другая часть при соприкосновении с задней стенкой камеры взаимодействуют с конденсатом, периодически образующемуся на задней стенке холодильника. При этом, если в случае с холодильником мы можем получить испорченные продукты, то в случае с испытательной камерой планируемые тесты и эксперименты могут быть полностью сорваны.

Рекомендация №2. При выборе размеров рабочей камеры следуйте правилам:

1. максимальная масса изделия должна быть не более 80 кг в расчете на 1 м³;

2. объем испытуемого изделия должен быть не более 1/5 размеров рабочего объема камеры;

3. площадь стенки с вентиляционной секцией (как правило, задняя стенка рабочего объема), должна быть в 3 раза больше проекции изделия на эту стенку.

Допустимы отклонения от этих рекомендаций, но в этом случае лучше проконсультироваться с инженером Компании.

Рекомендация №3. Определить помещение, в котором будет устанавливаться камера.

Данная рекомендация относится не только к размерам и высоте потолка в помещении, но также к условиям эксплуатации:

• температура окружающей среды: +15..+35°C;

• относительная влажность: ≤80%;

• пол должен быть ровным, плоским;

• помещение должно хорошо вентилироваться.

Кроме того, следует помнить, что до этого помещения камеру предстоит еще и доставить – то есть, нужно учитывать размеры коридоров, лифта и другие возможные препятствия.

Рекомендация №4. Определить требуемое время выхода на режим (минуты, часы) или скорость нагрева/охлаждения.

В большей степени это касается камер входного типа (WALK IN) объемом более 2 м3, но также может относится и к камерам меньшего объёма.

Время выхода на режим напрямую зависит от холодопроизводительности компрессоров холодильной машины. Как следствие, чем выше запрос, тем более мощные компрессоры потребуется применить. Это напрямую сказывается на стоимость камеры. Поэтому не стоит смотреть на значения скоростей, которые Вы увидели у какого-либо производителя, или требовать завышенных параметров – обозначьте то, что требуется именно Вам согласно планируемых испытаний.

Таким образом, требуемые значения лучше взять непосредственно из ГОСТ или ТУ, где описан порядок проведения испытаний или совместно с инженером Компании определить оптимальные значения. Наилучший вариант – это определить время, за которое необходимо достичь значения. Например, выйти со +100°C до -60°C за 2 часа. Конкретная задача позволяет произвести конкретный расчет параметров системы.

Надеемся, что статья помогла Вам прояснить ряд вопросов, связанных с подбором климатической камеры. Вопросы, описанные выше, первичны для подбора не только климатической камеры, но и других испытательных камер: дождя, пыли, соляного тумана, термобарокамер, да и большинства промышленного оборудования в целом. Чем больше данных определить перед подбором, тем более оптимальный вариант камеры (оборудования) будет подобран. Для удобства предлагаем формы опросных листов для подбора климатических камер объемом до 1500 л и входного типа (WALK IN):

В случае, если Вы затрудняетесь с заполнением какого-либо пункта, Вы можете проконсультироваться с инженером Компании ВАКТАЙМ.