เมื่ออุณหภูมิเยือกแข็งจะหยุดฮีตเตอร์ไม่ให้สตาร์ท

อุปกรณ์ชิ้นหนึ่งตั้งอยู่ในห้องเย็นที่อุณหภูมิ -80 องศา ผู้ปฏิบัติงานเปิดระบบทำความร้อน แต่ไม่มีอะไรเกิดขึ้น เครื่องทำความร้อนแบบตลับไม่ยอมสตาร์ท สถานการณ์นี้เกิดขึ้นบ่อยกว่าที่หลายๆ คนตระหนักในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำมาก

เครื่องทำความร้อนแบบตลับมาตรฐานได้รับการออกแบบสำหรับสภาพการทำงานทั่วไป ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพถือว่าช่วงอุณหภูมิแวดล้อมที่เหมาะสม ที่ -100 องศา กฎจะเปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง ความต้านทานไฟฟ้าของลวดทำความร้อนเปลี่ยนแปลง คุณสมบัติของฉนวนลดลง และความแตกต่างของการขยายตัวทางความร้อนระหว่างวัสดุอาจทำให้เกิดความล้มเหลวทางกลได้

ปัญหาหลักอยู่ที่คุณลักษณะเริ่มต้นขององค์ประกอบความร้อน ที่อุณหภูมิต่ำมาก- ความต้านทานของโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียมที่ใช้ในเครื่องทำความร้อนแบบคาร์ทริดจ์ส่วนใหญ่จะลดลงอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าฮีตเตอร์จะดึงกระแสไฟสูงกว่าที่คาดไว้เมื่อเปิดเครื่อง อาจทำให้อุปกรณ์ป้องกันสะดุดหรือส่วนประกอบภายในร้อนเกินไปก่อนที่อุณหภูมิของปลอกจะเพิ่มขึ้น ในขณะเดียวกัน ฉนวนแมกนีเซียมออกไซด์ ซึ่งโดยปกติจะนำความร้อนและฉนวนไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม จะมีประสิทธิภาพน้อยลงที่อุณหภูมิแช่แข็ง ค่าการนำความร้อนจะลดลงประมาณสี่สิบเปอร์เซ็นต์เมื่อระบายความร้อนจากอุณหภูมิห้องเป็นอุณหภูมิไนโตรเจนเหลว

การเลือกใช้วัสดุถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ- ปลอกสแตนเลสมาตรฐานอาจเปราะได้ สายไฟที่มักถูกมองข้ามคือจุดชำรุดที่พบบ่อยที่สุดจุดหนึ่ง ฉนวนพีวีซีแตกที่อุณหภูมิต่ำ เผยให้เห็นตัวนำ ฉนวนซิลิโคนหรือเทฟลอนยังคงมีความยืดหยุ่นในสภาพอากาศหนาวเย็นจัด และควรระบุสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบตลับที่คาดว่าจะทำงานต่ำกว่า -40 องศา

วัสดุเปลือกต้องได้รับการดูแลอย่างเท่าเทียมกัน แม้ว่าเหล็กสแตนเลส 304 จะเพียงพอสำหรับงานทำความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ-หลายอย่าง แต่ความเหนียวจะลดลงที่อุณหภูมิแช่แข็ง ปลอก Inconel 600 แม้จะมีราคาแพงกว่า แต่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ทางกลตลอดช่วงอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างสุดขั้ว สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานที่เครื่องทำความร้อนแบบตลับหมุนเวียนระหว่าง -100 องศาถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อการละลายน้ำแข็งหรือการสร้างใหม่

จุดสิ้นสุดที่สายเชื่อมต่อกับตัวทำความร้อนสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ การควบแน่นของความชื้นเกิดขึ้นเมื่อเครื่องทำความร้อนหมุนเวียนระหว่างสภาวะเย็นและอุ่น ความชื้นนี้สามารถแข็งตัวและขยายตัว ทำลายการเชื่อมต่อหรือทำให้เกิดเส้นทางไฟฟ้ารั่ว การสิ้นสุดแบบปิดผนึกอย่างแน่นหนาจะป้องกันปัญหานี้ และขอแนะนำอย่างยิ่งกับเครื่องทำความร้อนแบบคาร์ทริดจ์ที่ใช้ในสภาพแวดล้อมที่เย็นชื้น

การเลือกความหนาแน่นของวัตต์เป็นไปตามตรรกะที่แตกต่างกันที่อุณหภูมิต่ำมาก-มากกว่าที่อุณหภูมิห้อง ภูมิปัญญาดั้งเดิมแนะนำความหนาแน่นของวัตต์ที่ต่ำกว่าสำหรับการใช้งานแบบแช่แข็งเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่ อย่างไรก็ตาม ผลกระทบจากแผงระบายความร้อนขนาดใหญ่ของโครงสร้างไครโอเจนิกหมายความว่าเครื่องทำความร้อนจะต้องส่งเอาต์พุตความร้อนที่เพียงพอเพื่อเอาชนะการสูญเสียความร้อน ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของวัตต์ 5 ถึง 7 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตรมักจะทำงานได้ดีสำหรับเครื่องทำความร้อนแบบคาร์ทริดจ์ในการให้บริการที่อุณหภูมิต่ำพิเศษ- ซึ่งช่วยรักษาสมดุลการส่งความร้อนกับความเสี่ยงที่จะเกิดจุดร้อน

ข้อพิจารณาในทางปฏิบัติประการหนึ่งที่มักถูกมองข้ามคือความพอดีของกระบอกสูบ ที่อุณหภูมิห้อง ระยะห่าง 0.05 ถึง 0.1 มิลลิเมตรระหว่างเครื่องทำความร้อนแบบตลับและรูช่วยให้ถ่ายเทความร้อนได้ดีที่สุด ที่ -100 องศา การหดตัวเนื่องจากความร้อนจะเปลี่ยนขนาดเหล่านี้ รูเจาะหดตัว อาจทำให้ยึดฮีตเตอร์แน่นเกินไป ในขณะที่ตัวฮีตเตอร์หดตัวในอัตราที่ต่างกัน ความเค้นที่เกิดขึ้นอาจทำให้เปลือกเสียหายหรือสร้างการสัมผัสที่ไม่สม่ำเสมอซึ่งจะลดประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน

ประสบการณ์ภาคสนามแนะนำว่าเครื่องทำความร้อนแบบตลับที่ระบุสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำพิเศษ-ควรได้รับการทดสอบในช่วงเย็น-ก่อนการใช้งาน ความต้านทานของฉนวนควรวัดได้มากกว่า 500 เมกะโอห์ม และกระแสรั่วไหลควรต่ำกว่า 0.5 มิลลิแอมแปร์ที่อุณหภูมิการทำงานที่ต้องการ ค่าเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการตรวจสอบการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง

การตัดสินใจใช้เครื่องทำความร้อนแบบตลับที่อุณหภูมิ -100 องศาไม่ได้เป็นเพียงเรื่องของการเลือกผลิตภัณฑ์ที่มีคะแนนสูงกว่า- ต้องทำความเข้าใจว่าส่วนประกอบทุกชิ้น-ตั้งแต่ลวดต้านทานไปจนถึงฉนวนตะกั่วมีพฤติกรรมอย่างไรภายใต้สภาวะที่รุนแรง เครื่องทำความร้อนที่ทำงานได้อย่างไร้ที่ติที่อุณหภูมิห้องอาจทำงานล้มเหลวภายในไม่กี่ชั่วโมงที่อุณหภูมิเย็นจัด ข้อมูลจำเพาะที่เหมาะสมโดยพิจารณาจากสภาพการทำงานจริงมากกว่าการให้คะแนนตามแค็ตตาล็อก ทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างบริการที่เชื่อถือได้และการหยุดทำงานที่ไม่คาดคิด