คู่มือแก้ไขปัญหาอัตราการทำความเย็นช้าในห้องทดสอบอุณหภูมิสูง-ต่ำ

ห้องทดสอบอุณหภูมิสูง-ต่ำเป็นหัวใจหลักของการทดสอบความน่าเชื่อถือด้านสิ่งแวดล้อม อัตราการทำความเย็นจะกำหนดระยะเวลาการทดสอบและความถูกต้องของข้อมูล ข้อมูลภาคสนามจากห้องทดสอบกว่า 500 ชุด ตลอด 10 ปี พบว่า “การทำความเย็นช้า” คิดเป็น 38 % ของความผิดปกติทั้งหมด รองจาก “ไม่ทำความเย็น” เอกสารนี้อ้างอิงตาม GB/T 2423.1 และ IEC 60068-3-5 เสนอแนวทางตรวจวินิจฉัยและแก้ไขปัญหาการทำความเย็นช้าอย่างเป็นระบบสำหรับห้องปฏิบัติการ หน่วยวัดสอบเทียบ และผู้ผลิต

คำจำกัดความทางเทคนิคของอัตราการทำความเย็น
ค่าปกติ: ห้องว่าง จาก +25 °C ถึง –40 °C ภายใน ≤ 60 นาที (JB/T 9512 ระดับ A)
วัดจริง: สุ่มที่ 1 Hz เฉลี่ย 5 รอบ; ค่าเบี่ยงเบน > +10 % ถือว่า “ช้า”
เงื่อนไขขอบเขต: อุณหภูมิห้อง 23 ± 2 °C, ความชื้นสัมพัทธ์ ≤ 65 %, ห้องว่าง, ความเร็วลม 0.5 m s⁻¹ หากเบี่ยงเบนต้องใช้สัมประสิทธิ์แก้ไข Kθ
แผนภาพความผิดปกติและสัดส่วน
ปัจจัยหลัก: ความต้านการถ่ายเทความร้อนของคอนเดนเซอร์, สภาพแวดล้อมรอบห้อง, วงจรทำความเย็น, การไหลเชิงอากาศ, กลยุทธ์การควบคุม, ภาระและจุดตั้งค่า
ฝุ่นคอนเดนเซอร์: 27 % ของกรณี
ระยะห่างจากผนังไม่เพียงพอหรือแหล่งความร้อนใกล้เคียง: 19 %
รั่วไหลของสารทำความเย็น, ไส้กรองแห้งอิ่มตัว, วาล์วขยายเบี่ยง: 22 %
พัดลมหมุนช้าหรือท่อรั่ว: 15 %
PID 保守หรือลอจิกการละลายน้ำแข็งผิดพลาด: 9 %
มวลตัวอย่างมากเกินไปหรือตั้งค่าหักโหม: 8 %
วินิจฉัยและวัดค่าทีละขั้น
4.1 ความต้านคอนเดนเซอร์
วัด ΔT อากาศเข้า-ออก; ปกติ ≤ 8 K, สกปรก ≥ 12 K
วัด ΔP แรงดันสถิต; ลิมิต 15 Pa, ต้องล้างเมื่อ 30 Pa
ขั้นตอนล้าง: ตัดไฟ, ถอดแผ่นบน, พ่นไนโตรเจน 0.3 MPa, สเปรย์น้ำยากลาง 40 °C, ล้างน้ำ, อบ 110 °C, ประกอบคืน ΔT ลด ≥ 30 %
4.2 สภาพแวดล้อม
เครื่องระบายอากาศต้องห่างผนัง ≥ 0.6 m, ระบายน้ำ ≥ 0.8 m; ปล่อยลมบนสุดปราศจากสิ่งกีดขวาง 1 m
อุณหภูมิห้อง 5–30 °C; ทุก 1 °C สูงกว่า 30 °C เพิ่มเวลา 2.3 %
เตาอบหรือเตาความร้อนต้องกั้นแข็ง; อากาศเข้าห่างอากาศห้อง ≤ 3 K
4.3 วงจจรทำความเย็น
R404A ที่ +25 °C: high 1.5 ± 0.1 MPa, low 0.35 ± 0.05 MPa
High < 1.3 MPa และ low > 0.45 MPa พร้อม superheat > 12 K แสดงขาดสาร
เครื่องตรวจรั่วความไว ≥ 1 g ต่อปี; รั่ว > 1 % ต่อปี ต้องเชื่อมสาร
ΔT ไส้กรองแห้ง ≤ 2 K; เปลี่ยนเมื่อ > 4 K
Superheat วาล์วขยาย 6–8 K; มอเตอร์วาล์วอิเล็กทรอนิกส์สูญเสียขั้น < 0.5 %
4.4 การไหลเชิงอากาศ
ความเร็วผิวอีแวป 1.2 ± 0.2 m s⁻¹ (เฉลี่ย 5 จุด)
หาก < 0.8 m s⁻¹ ตรวจคาปาซิเตอร์พัดลม, น้ำแข็งหรือสนิมบนใบพัด, ท่อยืดฉีก
แก้: เปลี่ยนคาปาซิเตอร์, บาลานซ์ G 6.3, ปิดรอยรั่วด้วยเทปอลูมิเนียมทนความร้อน
4.5 กลยุทธ์ควบคุม
เริ่มละลายน้ำแข็งเมื่อ evap < –25 °C นาน 40 นาที; หาก PID output < 20 % ยังเข้า แสดงควบคุมคาดโหลดต่ำ ลดรอบ
ใช้ “rate lock-out”: ถ้า ΔT/Δt < 0.3 K min⁻¹ นาน 10 นาที ปิดละลายน้ำแข็ง PID ห้องโล่ง: Kp = 1.8, Ki = 0.05, Kd = 0.2; โหลดอลูมิเนียม 100 kg ลด Ki 30 % 4.6 ภาระและจุดตั้งค่า Q = m c ΔT / t; เหล็ก 50 kg, c = 0.49 kJ kg⁻¹ K⁻¹, ΔT = 65 K, t = 1 h → Q = 0.44 kW (8.8 % ของ 5 kW) หาก Q > 15 % ให้ยืดเวลา pre-cool หรือตั้งค่าขั้น
หลีกเลี่ยง overshoot: ตั้ง –35 °C ก่อน 10 นาที แล้วค่อย –40 °C
รายการตรวจสนาม 30 นาที
0–5 นาที: ตรวจอุณหภูมิห้อง, ระยะห่างผนัง, ปล่อยลมบน
6–10 นาที: อ่าน high-low pressure, อุณหภูมิ evap, กระแส
11–20 นาที: วัด ΔT คอนเดนเซอร์ไร้สัมผัส, วัดความเร็วอีแวป
21–25 นาที: ตรวจแผ่นกรอง, คาปาซิเตอร์, sight-glass
26–30 นาที: บันทึก PID output, สถานะละลายน้ำแข็ง, ประมาณภาระ
หากทุกค่าปกติแต่เวลายังเกิน 110 % ของค่าปกติ ให้ถือ “hidden system mismatch” ส่งโรงงานทดสอบคาลอริมิเตอร์
ขั้นตอนและช่วงการดูแลรักษา
คอนเดนเซอร์: เป่าฝุ่นทุกวัน, ล้าง-อบทุกไตรมาส, วัดความหนาฟิน yearly เปลี่ยนเมื่อ < 90 % ไส้กรองแห้ง: เปลี่ยนทุกปี หรือ ΔP > 0.3 bar
ใบพัดลม: สังเกตทุกวัน, บาลานซ์ไตรมาส, หล่อลื่นทุกปี 2 g Li-soap grease
สารทำความเย็น: ตรวจรั่วทุกปี, เติมแล้ว run 4 h วิเคราะห์ค่าความเป็นกรด < 0.1 mg KOH g⁻¹
ควบคุม: backup ทุกวัน, สอบเทียบเซ็นเซอร์ไตรมาส, อัปเดตเฟิร์มแวร์และเบิร์นอิน 72 h ทุกปี
บทส่งท้าย
กว่า 90 % ของการทำความเย็นช้าเกิดจากฝุ่น, สภาพแวดล้อม, หรือรั่วเล็ก ใช้วงจร “ตรวจขอบเขต-วัดค่า-ล้าง/ซ่อม-ยืนยัน” ห้องจะกลับปกติใน 2 ชม. สำหรับ 10 % ที่เหลือ ต้องทดสอบคาลอริมิเตอร์และจับคู่ระบบใหม่ เปลี่ยนจาก “พังแล้วซ่อม” เป็น “พยากรณ์แล้วป้องกัน” โดยเฝ้าระวังแรงดันปล่อย, กระแส, ΔT คอนเดนเซอร์ ตลอดเวลา; วิเคราะห์บนคลาวด์จะเตือนเมื่อประสิทธิภาพลด 5 % ทำให้หยุดงานไม่คาดคิดต่ำกว่า 1 %