Stjórnunaraðferðir sem lengja líftíma hitara í undir-núllu umhverfi
Hylkishitari er settur upp. Rafmagnið er rétt. Efnin eru viðeigandi fyrir -40 gráður. Samt bilar hitarinn innan mánaða. Vandamálið er ekki hitarinn - það er hvernig honum er stjórnað.
Vandamálið með On-Off Control
Mörg iðnaðarhitakerfi nota einfalda-kveikt hitastýringu. Hitarinn keyrir á fullu afli þar til hann nær settmarkinu og slekkur síðan alveg á sér. Þegar hitastigið fer niður fyrir settmarkið kveikir hitarinn aftur á fullu afli.
Þessi nálgun virkar sæmilega vel í hóflegu umhverfi. En við undir-núll aðstæður veldur hraða hitatapinu tíðum hjólreiðum. Hitarinn kveikir á, hitnar, slekkur á sér, kólnar niður í -40 gráður og kveikir aftur. Hver hringrás leggur áherslu á efni með varmaþenslu og samdrætti.
Niðurstaðan er hraðari slit. Viðnámsvírinn þreytist við endurtekna upphitun og kælingu. Magnesíumoxíð einangrunin verður fyrir vélrænni streitu. Slíðan myndar ör-sprungur vegna hitauppstreymis.
Hlutfallsstýring sem lausn
Hlutfallsstýring býður upp á betri nálgun. Í stað þess að kveikja eða slökkva á hitaranum að fullu breytir hlutfallsstýring aflgjafanum til að passa við hitatapið. Hitarinn keyrir stöðugt á mismunandi aflstigi og heldur stöðugu hitastigi án álags af fullri hitauppstreymi.
Solid-liðar eða SCR aflstýringar veita hlutfallsstýringu með mikilli nákvæmni. Þeir stilla aflgjafann til að bregðast við endurgjöf hitastigs og halda hitastigi innan ±2 gráður frá settpunktinum.
Orkunýtnihornið
Á-slökkt stjórn eyðir orku. Hitarinn keyrir á fullu afli, fer yfir settmarkið og slekkur svo á sér. Á meðan á frítíma stendur kælir -40 gráðu umhverfið búnaðinn, sem krefst annarrar aflhrings. Þessi aðferð getur sóað 20-30% af þeirri orku sem neytt er.
Hlutfallsstýring samsvarar afköstum við raunverulegt hitatap og kemur í veg fyrir sóun á yfir- og undirskot. Hitarinn keyrir á lágmarksafli sem þarf til að viðhalda hitastigi, dregur úr orkunotkun en lengir líftíma hitara.
Cryogenic-Sérstök stjórnalgrím
Staðlaðar hlutfallslegar-samþættar-afleiður (PID) stýringar virka vel fyrir mörg forrit. En krýógenískt umhverfi býður upp á einstaka gangverki sem krefst sérhæfðra stjórnunaraðferða.
Hitamassi búnaðar við -40 gráður er frábrugðinn búnaði við stofuhita. Hitaflutningshraði breytist þegar efni dragast saman og hitabil myndast. Viðbragðstími kerfisins-hversu hratt það hitnar og kólnar - er verulega frábrugðið venjulegum aðstæðum.
Sumir stýringar hafa innbyggða -sérstök reiknirit sem eru til staðar í frosti sem gera grein fyrir þessum gangverkum. Þeir stilla hlutfalls-, heild- og afleidd hugtök til að passa við einstaka hegðun kerfa undir-núll.
Hitaskynjunaratriði
Nákvæm hitastýring fer eftir nákvæmri hitaskynjun. Hitaeining og RTD sem notuð eru við -40 gráður verða að vera kvarðuð fyrir notkun við lágan hita. Venjulegir skynjarar geta rekið eða orðið ónákvæmir í miklum kulda.
Innbyggðar-hitaeiningar í rörlykjuhitara veita staðbundið hitastig. Þessi nálgun útilokar töf á milli skynjarans og hitarans og bætir stjórnunarnákvæmni.
Hagnýtar ráðleggingar
Fyrir -40 gráðu forrit er eindregið mælt með hlutfallsstýringu fram yfir einfaldan-slökktstýringu. Upphafskostnaður SCR-stýringa eða solid-state liða er á móti lengri líftíma hitara og minni orkunotkun.
Tilgreina skal stýrikerfið ásamt hitaranum. Einhöfuð skothylkihitari með 5-7 W/cm² wött þéttleika mun skila sér best þegar hann er paraður við stjórnunarstefnu sem passar við hitaeiginleika hans.
The Bottom Line
Vel-hannaður hitari paraður með lélegri stjórn mun bila of snemma. Hógvær hitari ásamt góðri stjórn mun endast árum saman. Stýristefnan er ekki eftiráhugsun-það er óaðskiljanlegur hluti af hitakerfinu.
Mismunandi forrit krefjast mismunandi stjórnunaraðferða. Einfaldur hitastillir gæti virkað fyrir frostvörn, en PID-stýribúnaður með -sértækum frystireglum er nauðsynlegur fyrir nákvæma hitastýringu. Skilningur á umsóknarkröfum er nauðsynlegur til að velja rétta stjórnunarstefnu.
