高低溫環(huán)境模擬實驗冷庫建設(shè)主要服務(wù)于電子元器件、汽車零部件、建筑材料、機械設(shè)備及包裝產(chǎn)品的耐寒、耐熱和溫度循環(huán)試驗。與普通倉儲冷庫相比,此類實驗冷庫不僅要達(dá)到設(shè)定溫度,還需控制升降溫速率、溫度波動、溫場均勻性及運行程序,因此項目設(shè)計應(yīng)以試驗工藝和驗收指標(biāo)為基礎(chǔ)。
一、建設(shè)前需要確定哪些試驗參數(shù)
制定高低溫環(huán)境模擬實驗冷庫建設(shè)方案前,應(yīng)明確最低溫度、最高溫度、恒溫時間、升降溫時間和連續(xù)運行周期。同時還要提供試件尺寸、重量、初始溫度、發(fā)熱量、裝載方式及開門頻率。
例如,同樣要求達(dá)到-40℃,空庫運行與放入大量金屬試件后的制冷負(fù)荷并不相同。若只按照冷庫面積選擇機組,可能出現(xiàn)空載溫度正常、滿載降溫緩慢的問題。因此,設(shè)備容量應(yīng)結(jié)合庫內(nèi)容積和實際試驗負(fù)載計算。
二、庫體結(jié)構(gòu)要兼顧低溫與高溫工況
實驗冷庫長期處于冷熱交替狀態(tài),庫板、地面、門框和密封材料容易受到溫差變化影響。圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)最低運行溫度確定保溫層厚度,并做好板縫密封、防潮隔汽、地面保溫和管線穿孔處理。
低溫運行時,應(yīng)重點防止地面結(jié)露、冷橋和局部結(jié)霜;高溫運行時,則要考慮板材熱脹冷縮及密封材料的耐溫性能。庫門還應(yīng)配置內(nèi)部開啟裝置,溫差較大的項目可設(shè)置壓力平衡設(shè)施。
三、制冷與加熱系統(tǒng)如何配置
高低溫環(huán)境模擬實驗冷庫建設(shè)不能只配置制冷設(shè)備,還需要制冷、加熱和循環(huán)送風(fēng)系統(tǒng)協(xié)同工作。制冷機組應(yīng)按照低溫工況及試件負(fù)載核算冷量,加熱系統(tǒng)則可采用分級控制,減少接近目標(biāo)溫度時出現(xiàn)過沖。
設(shè)備容量并非越大越好。機組或加熱器選型過大,容易導(dǎo)致頻繁啟停和溫度波動;容量不足,又會延長升降溫時間。對于連續(xù)運行或試驗中斷成本較高的項目,可根據(jù)需求設(shè)置備用機組和故障切換功能。
四、氣流組織影響溫場均勻性
庫內(nèi)顯示溫度達(dá)到設(shè)定值,不代表每個位置都滿足試驗條件。冷風(fēng)機布置、送回風(fēng)方向、風(fēng)速、試件高度和裝載密度,都會影響溫場分布。
設(shè)計時應(yīng)避免送風(fēng)直接沖擊試件,也不能讓設(shè)備或試件遮擋回風(fēng)通道。庫內(nèi)可在上、中、下區(qū)域以及靠門、靠墻位置布置溫度測點。調(diào)試過程中,再根據(jù)檢測數(shù)據(jù)調(diào)整風(fēng)量、導(dǎo)流結(jié)構(gòu)和試件擺放間距。
五、程序控制與數(shù)據(jù)記錄要求
控制系統(tǒng)應(yīng)支持多階段溫度設(shè)定、升降溫曲線編輯、恒溫計時、循環(huán)運行、超限報警和歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出。試驗過程中需要記錄設(shè)定值、實測值、運行時間、設(shè)備狀態(tài)及報警信息,為后續(xù)分析提供依據(jù)。
溫度傳感器應(yīng)便于校準(zhǔn)和更換。當(dāng)傳感器斷線、風(fēng)機停轉(zhuǎn)、壓縮機異?;驕囟瘸迺r,系統(tǒng)應(yīng)及時報警,并按照預(yù)設(shè)邏輯執(zhí)行停機或保護(hù)操作。
六、高低溫實驗冷庫如何驗收
項目完成后,應(yīng)分別進(jìn)行空載試驗和模擬負(fù)載試驗,不能只檢查冷庫能否達(dá)到最高或最低溫度。驗收內(nèi)容通常包括:
最高、最低溫度達(dá)到能力;
升溫與降溫所需時間;
恒溫階段的溫度波動;
不同測點的溫場均勻性;
開門后的溫度恢復(fù)時間;
連續(xù)循環(huán)運行的穩(wěn)定性;
報警、保護(hù)及數(shù)據(jù)記錄功能;
庫門、照明和電氣安全裝置。
高低溫環(huán)境模擬實驗冷庫建設(shè)應(yīng)從試驗?zāi)繕?biāo)出發(fā),將圍護(hù)結(jié)構(gòu)、制冷系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、氣流組織、程序控制和驗收檢測統(tǒng)一規(guī)劃。建設(shè)前提供的參數(shù)越完整,設(shè)備選型和預(yù)算編制越準(zhǔn)確,也能減少后期調(diào)試難度及重復(fù)改造。