Kaldbyrjunarvandamálið - hvers vegna hylkishitarar fara í gang og hvernig á að laga það
Frystigeymsla á norðurhveli jarðar virkjar hitaveitu sína eftir helgarstöðvun. Hitastigið inni í aðstöðunni er -30 gráður. Viðhaldsteymið veltir rofanum og innan nokkurra sekúndna leysir aflrofinn út. Þeir endurstilla það. Það ferðast aftur. Hylkishitarinn sem virkaði fullkomlega fyrir lokun neitar nú að fara í gang.
Þessi atburðarás er hræðilega algeng.Einhöfuð skothylkihitari.-sem virka gallalaust við stofuhita geta orðið uppspretta gremju þegar þeir verða fyrir miklum kulda. Vandamálið er ekki hitarinn sjálfur - það er eðlisfræði kaldræsingar.
Orsökin liggur í rafeiginleikum mótstöðuhitunareininga við lágt hitastig. Flestar hitunarblöndur, sérstaklega nikkel-króm (NiCr 80/20) samsetningar, sýna jákvæðan hitastuðul. Þetta þýðir að viðnámið eykst þegar hitastig hækkar og minnkar þegar hitastigið lækkar. Við -30 gráður getur viðnám í köldu ástandi verið 10-15% lægra en við vinnsluhita. Lægri viðnám við sömu spennu þýðir hærri straum - verulega hærri.
Þegar kraftur er fyrst settur á köldu skothylkihitara getur tafarlaus innkeyrslustraumur hækkað í 5 til 8 sinnum venjulegan rekstrarstraum. Þessi mikla straumbylgja yfirgnæfir aflrofa og hlífðarbúnað sem var að stærð fyrir venjulega notkun. Brotinn leysist, hitarinn kólnar aftur og hringrásin endurtekur sig.
Stöðugleiki spennubætir vandamálið saman. Í umhverfi með lágt-hitastig breytist skilvirkni spenni eftir því sem einangrunarolían verður seigfljótari. Línuviðnám breytist. Og þegar mörg hitunartæki fara í gang samtímis í sömu köldu aðstöðunni getur spennan lækkað samstundis og skapað frekari óstöðugleika. Spennuvöktun leiðir oft í ljós að gangspennufall er yfir 10% á köldustu tímum.
Ósamræmi í hönnuneru annar tíður sökudólgur. Hlífðartæki – aflrofar, öryggi og ofhleðsluskil – eru venjulega metin út frá nafnstraumi hitara, ekki kalda-byrjunarstraumi hans. Í forritum sem eru undir-núll er þetta misræmi uppskrift að óþægindum. Sum kerfi eru með mjúkri-hönnun sem beitir krafti í áföngum og eykur spennuna smám saman til að takmarka innkeyrslustraum. Aðrir nota tíma-seinkunarrofa sem þola stuttar straumbylgjur.
Uppsetningarvandamálgetur líka kallað á útfall. Lausar tengitengingar skapa mikla snertiþol og mynda staðbundinn hita sem getur valdið bilunum með hléum. Of stórir rafmagnsvírar skapa of mikið spennufall við álag. Og þegar hitari er ekki að fullu settur inn í holuna - þannig að hluti af upphituðu lengdinni verður fyrir lofti - flyst hitinn aftur í átt að kalda endanum, hækkar hitastig við tengitengingar og getur hugsanlega valdið einangrun.
Svo hvað virkar í raun í reynd?
Hagnýtar lausnir byrja með viðeigandi forskrift.Fyrir forrit undir-núll skal tilgreina ahitari fyrir einn-hylkimeð þéttleika 5-7 W/cm² veitir verulegan kost. Lægri wattaþéttleiki þýðir lægra innra hitastig og hóflegri varmaþenslu, sem þýðir stöðugri viðnámseiginleika við köldu gangsetningu. Hitamassi hitarans sjálfs breytist minna verulega, sem dregur úr áhrifum hitastuðulsins sem knýr innárásarstrauma.
Mjúk-byrjunarstýringer kannski áhrifaríkasta lausnin. Föst-stöðuliða með núll-þverunarskynjun eða sílikon-stýrðum afriðlum (SCRs) með fasa-hornskynjun geta aukið kraftinn smám saman á nokkrum sekúndum. Þetta gerir hitaranum kleift að hitna hægt og eykur viðnám hans eðlilega þegar hitastig hækkar, áður en fullur kraftur er beitt. Munurinn á innkeyrslustraumi á milli mjúkrar-ræsingar og harðrar byrjunar getur verið stuðullinn 3 til 5.
Rétt stærð brotsjóratekur mið af köldu-eiginleikum. Sumir verkfræðingar tilgreina brotsjóa með D-kúrfuferðareiginleikum, sem þola hærri innrásarstrauma en B-kúrfu- eða C-kúrfutæki. Aðrir nota mótor-rofara sem eru hannaðir fyrir innleiðandi álag með háum gangstraumum. Lykillinn er að passa hlífðarbúnaðinn við raunverulegt ræsingarsnið, ekki stöðugt-einkunn.
Stöðugleiki spennuráðstafanir fela í sér sérstakar rafrásir fyrir hitunarálag, aðskildar frá öðrum búnaði sem gæti valdið spennufalli. Sum aðstaða notar línukljúfa eða einangrunarspenna til að jafna framboðið. Spennuvöktun með viðvörunaraðgerðum gerir rekstraraðilum viðvart um aðstæður sem gætu valdið slökkvi áður en það gerist.
Staðfesting á uppsetninguer gagnrýnivert. Athugaðu að full upphituð lengdin sé sett í vinnustykkið, tryggt að tengitengingar séu þéttar og sannreynt að vírmælir séu fullnægjandi fyrir strauminn kemur allt í veg fyrir að sleppa vandamál áður en þau byrja.
Reynsla á vettvangi sýnir að hægt er að koma í veg fyrir flest vandamál með-kuldabyrjun. Bilunin er sjaldan í hitaranum sjálfum - hún er í kerfinu í kringum hann. Mismunandi forrit hafa mismunandi ræsingarsnið, framboðseiginleika og uppsetningartakmarkanir. Faglegt mat á tilteknum kalda-byrjunarskilyrðum – þar á meðal umhverfishita, tiltækum bilunarstraumi, eiginleikum rofa og vöttþéttleika hitara – er nauðsynlegt fyrir áreiðanlega notkun undir-núll.
