«Нужна ли мне воздушно-охлаждаемая или водяная экологическая камера?» — звучит как простой вопрос по оборудованию.
На практике это обычно вопрос по требованию к экзамену и объекту.
Камера с постоянной температурой и влажностью, обычная камера с высокой и низкой температурой и камера быстрой смены температуры могут использовать механическое охлаждение, но они не обязательно предъявляют одинаковую нагрузку на систему охлаждения. Требуемая скорость изменения температуры, нагрузка на DUT, живое тепло и рабочий профиль могут сильно различаться.
Эта разница важна, потому что камера окружающей среды не убирает тепло
.Во время охлаждения холодильная система удаляет тепло из тестового помещения и отбрасывает его в другом месте. Воздушно-охлаждаемый конденсатор передаёт это тепло окружающему воздуху. Конденсатор с водяным охлаждением передаёт его в контур охлаждающей воды.
Поэтому, прежде чем выбирать между воздушно-охлаждаемой и водяной камерой для экологических испытаний, начните с трёх вопросов:
Что требуется для теста?
Насколько требовательны требования к холодильнику?
Как предприятие может отвергнуть полученное тепло?
Универсального ответа нет, основанного только на объёме камеры или минимальной температуре.
Воздушно-охлаждаемые камеры против водяных камер: краткий ответ
Воздушное охлаждение обычно применяется, когда холодильная работа камеры эффективно осуществляется через воздушно-охлаждаемый конденсатор, а в монтажном помещении имеется соответствующая вентиляционная и кондиционная мощность
.Водяное охлаждение становится привлекательным, когда нагрузка на холодильное оборудование становится более требовательной или когда передача тепла конденсатора в систему воды объекта более практична, чем выпуск напрямую в лабораторию.
В ITM-LAB воздушное охлаждение обычно используется для камер с постоянной температурой и влажностью, а также для обычных камер с высокой и низкой температурой. Для серии быстрых изменений температуры KTB обычно предпочтительнее водяное охлаждение, так как эти системы рассчитаны на более быстрые скорости нагрева и охлаждения.
Это подход продуктового инжиниринга, а не универсальное правило, которое должно применяться ко всем экологическим камерам.
| Конденсаторное тепло уходит на | Воздух в комнате | Контур охлаждения воды |
| Основная зависимость объекта | вентиляция / HVAC | Инфраструктура охлаждения воды |
| Подключение охлаждающей воды | Обычно не требуется | Требуется |
| Прямое отбрасывание тепла в комнате | Важнее оценить | Больше тепла, уносящегося водой |
| Установка | Обычно проще | Требуется планирование у воды |
| Основная проблема со стороны конденсатора | Поток воздуха и тепло помещения | Состояние воды и теплопередача |
| Несколько камер | Совокупная нагрузка HVAC | Общая вместимость водяной системы |
| Окончательное решение | Тест + камера + объект | Тест + камера + объект |
Важно, что метод охлаждения является частью конфигурации камеры, а не является самостоятельным показателем производительности.
Во-первых, поймите, куда идёт жар
Рассмотрим электрическую электронную сборку внутри камеры во время перехода охлаждения.
Система охлаждения может учитывать тепловую массу DUT, массу прибора, тепло, поступающее через конструкцию камеры, и тепло, непрерывно генерируемое рабочим продуктом.
Все это тепло в конечном итоге должно покинуть систему охлаждения.
С камерой с воздушным охлаждением:
DUT + Тестовое пространство → система холодильного оборудования → конденсатора → воздуха в комнате
С камерой с водяным охлаждением:
DUT + Испытательное пространство → система охлаждения → конденсатора → охлаждающей воды → отвода тепла на объектах
Это основное различие между этими двумя подходами.
Именно поэтому это учреждение должно быть в обсуждении выбора палаты.
Конденсатор с воздушным охлаждением использует поток воздуха через теплообменник для отведения тепла из холодильной цепи. Преимущество установки простое: выделенный конденсаторно-водяной контур обычно не требуется. Для многих традиционных испытаний в окружающей среде это делает воздушное охлаждение практичным решением. В ITM-LAB обычно используется воздушное охлаждение для GDJS температурных и влажностных камер и GDW высокий/низкий Чемберс. Обсуждаемая для этого проекта тепловая разрядная конфигурация CTS-100L также воздушно охлаждается. Но «не требуется охлаждающая вода» не означает «нет требований к объекту». Конденсатор всё равно выделяет тепло в помещение установки. Это означает, что помещение необходимо оценить на наличие достаточной вентиляции, условий окружающей среды, зазора конденсатора и пропускной способности системы кондиционирования. Также важно, куда направляется горячий разряд воздуха. Плохой зазор или рециркуляция горячего воздуха в конденсаторе могут создать менее благоприятную рабочую среду вокруг машины. Для камеры с воздушным охлаждением помещение фактически становится частью системы отвода тепла. Водяной конденсатор передаёт тепло холодильной системы в контур охлаждающей воды, вместо того чтобы отбрасывать большую часть этого тепла непосредственно в помещение. Это может быть выгодно, когда требования к холодильному обслуживанию более требовательны или когда прямой выброс тепла в лабораторию затруднён Компромисс — инфраструктура. Теперь объекту необходимо обеспечить подходящую охлаждающую воду и в конечном итоге отвергнуть тепло, которое она переносит. В зависимости от конкретной конфигурации камеры и оборудования, это может включать требования к: температура воды, поток, давление, конструкция трубопроводов, качество воды и способность внешнего теплоотбрасывания. состав установки могут использоваться водяная петля для установки, градирня или чиллер. Водяное охлаждение, таким образом, не устраняет требования к объекту. Это переносит часть проблемы отвода тепла из системы комнатного воздуха в водяную систему. Это одно из самых важных различий при сравнении котировок экологических палат. Метод охлаждения описывает, как отбрасывается тепло конденсатора. Температурный диапазон описывает место работы камеры. Скорость изменения температуры описывает, насколько быстро изменяется температура при определённых условиях. Возможности охлаждения обеспечиваются полным проектированием системы. Эти характеристики взаимодействуют, но не взаимозаменяемы. Камера с водяным охлаждением не работает автоматически быстрее только потому, что использует водяное охлаждение. Аналогично, воздушно-охлаждаемая камера не должна автоматически рассматриваться как система с низкой производительностью. Полезный вопрос при покупке: Может ли такая конфигурация камеры соответствовать требуемому тестовому профилю с реальным DUT внутри? Вот на что должна ответить спецификация производительности. Существует полезная закономерность в реальных камерах, но её следует рассматривать как инженерный подход, а не как универсальный порог Для камер с постоянной температурой и влажностью ITM-LAB , а также для традиционных камер с высокой и низкой температурой обычно используется воздушное охлаждение. Эти применения обычно отличаются от быстрых испытаний на изменение температуры, когда камера намеренно должна перемещаться через большой температурный интервал с заданной скоростью. Для цели серия быстрых изменений температуры KTB ITM-LAB обычно предпочитает водяное охлаждение, так как система рассчитана на более быстрые условия Скорости нагрева и охлаждения. Разница не проста: Маленькая камера против большой камеры или: −40°C против −70°C. Более полезное различие — это задача, которую поручена холодильная система. Поэтому тип камеры, требуемая скорость находки, нагрузку на испытание и установку следует пересмотреть вместе до окончательного утверждения конфигурации конденсатора. Серия KTB — хороший пример того, почему это важно. Упомянутая камера линейного термического циклирования ITM-LAB KTB-1000L 5K имеет тестовое пространство объёмом 1000 л и настроена на быстрые изменения температуры. Что ещё важнее, его спецификация скорости набора — это не просто заголовок. Для указанной конфигурации производительность определяется на основе определённого температурного интервала и алюминиевого нагрузки 50 кг. Система охлаждения водяным охлаждением. Это гораздо полезнее, чем спецификация, в которой говорится только: 5°C/мин Потому что покупатель видит основу за числом. Если другой поставщик предлагает такую же номинальную ставку, несколько вопросов всё равно требуют ответов: Какой температурный интервал использовался? Камера была пуста? Что было внутри? Где измерялась температура? Как рассчитывалась ставка? Обе камеры могут показывать «5°C/мин», не обязательно описывая эквивалентные условия испытания [ Скорость изменения температуры при загрузке и без: что нужно знать покупателям камеры] Случай KTB является реальный пример системы быстрого изменения температуры с использованием водяного охлаждения при определённых условиях производительности. Это не значит: 1000 л = водяное охлаждение или: 5°C/мин = водяное охлаждение или: −70°C = водяное охлаждение Эти короткие пути убирают слишком много инженерного контекста. Пример KTB показывает, что требование резкого изменения температуры может создавать значительные нагрузки на тепловую и холодильную системы, и ITM-LAB обычно предпочитает водяное охлаждение для серии KTB из-за более быстрого нагрева и охлаждения Это гораздо более полезный принцип покупки, чем попытка создать универсальный порог из одной спецификации. Теперь сравните KTB с обычным оборудованием для экологических испытаний. ITM-LAB обычно использует воздушное охлаждение для камер с постоянной температурой и влажностью, а также камер с высокими/низкими температурами. Обсуждаемая здесь конфигурация CTS-100L также воздушно охлаждается. Это разные системы, обслуживающие разные тестовые профили. Важный вывод не таков: Воздушное охлаждение предназначено для простых машин. И это не так: Водяное охлаждение предназначено для продвинутых машин. Вместо этого: Разные функции камеры могут привести к разным решениям для отведения тепла. Система с воздушным охлаждением может быть полностью подходящей, если её конструкция и условия эксплуатации обеспечивают необходимую производительность, а монтажная среда способна выдерживать тепло конденсатора. Сама камера является лишь частью тепловой системы. Рассмотрим два DUT DUT A: 30 кг, без электроэнергии. DUT B: 30 кг, приводится в силу и выпускает 800 Вт во время теста. Их масса идентична. Их влияние на камеру — нет. Пассивный DUT вводит тепловую массу, которую необходимо нагревать или охлаждать. Питание DUT добавляет тепловую массу и продолжает нагреваться, пока холодильная система пытается охлаждать камеру. Светильники добавляют больше тепловой массы. Геометрия образца может препятствовать потоку воздуха. Несколько образцов могут влиять на оба эффекта. Вот почему: Масса DUT ≠ тепловая нагрузка DUT Для испытаний с питанием по возможности предоставляйте производителю камеры максимальную генерацию тепла в соответствующей части температурного профиля. [ как подобрать размер камеры для испытаний окружающей среды для вашего DUT] Ещё одна распространённая ошибка — рассматривать охлаждение конденсатора и поток воздуха в тестовом помещении как одну и ту же проблему. Это не так. Внутри камеры: DUT → циркуляционный камерный воздушный → испаритель На стороне холодильной системы: Холодильная цепь → конденсатор → комнатной воздух или охлаждающей воды Переход на водяное охлаждение не решает плохой поток воздуха вокруг образца. Крупный DUT может блокировать циркуляцию и влиять на распределение температуры или отклик DUT даже при достаточном тепле на стороне конденсатора Вот почему размеры, ориентацию и объём занятой камеры DUT всё ещё необходимо проверять отдельно [ сколько места в камере должен занимать ваш тестовый образец?] Камера, предназначенная преимущественно для температурного воздействия или стационарного кондиционирования, не выполняет точно ту же функцию, что камера, рассчитанная на многократное перемещение через большой температурный интервал со скоростью 5°C/мин, 10°C/мин или 15°C/мин По мере того как необходимый переход становится более требовательным, целая тепловая система становится всё важнее. Это включает: холодильная ёмкость, ёмкость нагревателя, внутренний поток воздуха, нагрузка DUT, масса прибора, живое тепло и отбрасывание тепла конденсатора. Именно поэтому серия быстрых изменений температуры KTB от ITM-LAB рассматривается иначе, чем обычные приложения GDW или GDJS, когда речь идет о конфигурации охлаждения. Но тип конденсатора никогда не следует использовать как замену реальных данных о производительности. Если вам нужна 10°C/мин с загруженным DUT, укажите именно это. Не предполагайте: Водяное охлаждение = 10°C/мин. Спросите, может ли выбранная камера обеспечить необходимую скорость с вашей нагрузкой и сверх требуемого температурного интервала. [ 5°C/мин против 10°C/мин против 15°C/мин скорости роста температуры] Камера может соответствовать требованиям теста и при этом плохо соответствовать зданию Для системы с воздушным охлаждением посмотрите на комнату. Куда будет направляться воздух из конденсаторного сброса? Достаточно ли вентиляции? Может ли система HVAC справиться с камерой во время интенсивной эксплуатации? Есть ли достаточный зазор вокруг конденсатора? Будут ли рядом работать другие камеры или оборудование для генерации тепла? Для системы с водяным охлаждением обратите внимание на водную инфраструктуру. Есть ли подходящая охлаждающая вода? Какую температуру подачи может обеспечить предприятие? Какой поток и давление доступны? Куда уходит возвращаемая вода? Как объект в конечном итоге отвергнет это тепло? На эти вопросы следует ответить до установки, а не после прибытия камеры. Одна камера с воздушным охлаждением может комфортно работать в существующей кондиционируемой лаборатории. Четыре камеры, одновременно работающие с требовательными профилями, могут создавать совершенно разные требования к HVAC Вопрос меняется из следующего: Комната справится с этой машиной? к: Сможет ли предприятие выдерживать комбинированное тепло конденсатора из всех рабочих камер? Это не означает, что несколько камер автоматически требуют водяного охлаждения. Если в помещении достаточно системы вентиляции и вентиляции, воздушное охлаждение всё ещё может быть полностью практичным. Но если прямое отбрасывание тепла в помещениях становится сложно контролировать и появится подходящая инфраструктура для охлаждения воды, конфигурации с водяным охлаждением могут стать более привлекательными. При планировании объектов также следует учитывать дальнейшие действия. Лаборатория может купить одну камеру сегодня и добавить несколько в течение следующих нескольких годов. Если это расширение уже вероятно, стоит рассмотреть возможность отброса тепла в будущем до окончательного утверждения сегодняшних коммунальных Для воздушно-охлаждаемого оборудования это означает, что нужно смотреть в будущее на систему вентиляции и вентиляцию помещений. Для оборудования с водяным охлаждением это означает учитывать будущую мощность водяной системы и её оборудования для отвода тепла. Решение, удобное для одной машины, не является автоматически лучшей инфраструктурной стратегией для расширяющейся испытательной лаборатории. Водяное охлаждение не определяет скорость изменения температуры камеры. Производительность рампы зависит от всей системы и состояния теста. Это может включать конструкцию холодильной системы, объём камеры, температурный интервал, массу DUT, массу прибора, живое тепло, внутренний поток воздуха, стратегию управления и метод измерения. Пример KTB хорошо иллюстрирует эту мысль. Его показатель 5°C/мин имеет значение, поскольку он ассоциируется с определённым условием теста, а не представлен как изолированное маркетинговое число. Так что вместо того, чтобы спрашивать: с водяным охлаждением быстрее? Спросите: Какую точную производительность при изменении температуры достигает эта конфигурация с моим DUT за требуемый температурный интервал? Это гораздо более подходящий вопрос для запроса запросов. Ни один из способов охлаждения не требует обслуживания С воздушным охлаждением конденсатор внимание по обслуживанию обычно сосредоточено на стороне воздуха: поддержание теплообменных поверхностей в чистоте, предотвращение накопления пыли и поддержание непрепятственного потока воздуха для впуска и выпуска С конденсатором с водяным охлаждением обслуживание переходит в водяной контур. Качество воды, накипад или загрязнение, состояние потока, подключения труб и проверка утечек становятся важными, а также оборудование, поддерживающее систему охлаждения воды. Водяное охлаждение, таким образом, не убирает обслуживание Это меняет то, что нужно обслуживать и какие системы объектов участвуют. Воздушное охлаждение может упростить установку, поскольку выделенные трубы конденсаторной воды не требуются. Но комнате всё равно нужно справляться с конденсатором. Водяное охлаждение может уменьшить прямой отброс тепла в лабораторию, но может потребовать водяных труб и внешней системы отвода тепла. Какой вариант более экономичный, во многом зависит от конкретного учреждения. Лаборатория с уже существующей подходящей системой охлаждающей воды начинается с совершенно другого положения, чем учреждение, которое должно было бы установить такую специально для камеры. Аналогично, воздушно-охлаждаемая камера может стать более крупным проектом для установки, если требуется дополнительная мощность HVAC. Для целей покупки сравните: Камера + инфраструктура объекта + операционная среда —не только цитату из палаты. Надёжный отбор начинается с самого теста. Вам не нужно выбирать «воздушное или водяное охлаждение», прежде чем связаться с производителем. Во многих случаях метод охлаждения следует выбирать после того, как требования к испытанию и условия установки были поняты. Полезный RFQ содержит четыре группы информации: Для быстрого тестирования на изменение температуры также сообщите, нужно ли достичь необходимой скорости наростки при загруженном DUT Если есть охлаждающая вода, укажите температуру, поток и давление воды, если вы их уже знаете. Если вы ещё не знаете эти значения, это не повод откладывать первоначальный обзор Отправляй то, что есть. Недостающие условия можно выявить во время настройки Ни то, ни другое не всегда лучше. Воздушное охлаждение обычно практично для обычных экологических камер, когда помещение способно выдерживать тепло конденсатора. Водяное охлаждение может быть предпочтительнее для более сложных холодильных задач или для передачи тепла конденсатора в систему воды объекта. Сама камера и объект определяют ответ Серия KTB предназначена для более высокой скорости нагрева и охлаждения по сравнению с обычными камерами воздействия окружающей среды. Поэтому ITM-LAB обычно предпочитает водяное охлаждение для этой серии как часть общей системы охлаждения и системы отвода тепла. Требуемая скорость наростки и фактическая нагрузка всё ещё должны быть определены при выборе конфигурации. Воздушное охлаждение обычно используется для камер с постоянной температурой и влажностью ITM-LAB. Итоговая конфигурация должна быть подтверждена для конкретной модели и требования, а не исходя только из категории продукта. Не только потому, что он охлаждается водой. Скорость увеличения зависит от полной термической и холодильной системы, а также от условий испытания. Сравните нагрузку, температурный интервал и базу измерений для самой конфигурации камеры. Конденсатор с воздушным охлаждением выпускает тепло в помещение, поэтому следует учитывать вентиляцию помещения и пропускную способность системы отопления и вентиляции. Реальные требования к объекту зависят от выбранной камеры и её рабочего состояния. Не обязательно. Камера требует охлаждающей воды, соответствующей заданным условиям. В зависимости от объекта, это может поступать из соответствующей существующей водяной петли, градирни, чиллера или другой подходящей системы. Нет. Громкость камеры важна, но это всего лишь один вход. Также следует учитывать тип камеры, температурный диапазон, скорость рампы, нагрузку на DUT и оборудование, живое тепло, проектирование холодильников и условия объекта. Универсальный температурный порог не должен применяться во всех камерах окружающей среды. Разные архитектуры камер и системы охлаждения могут использовать разные решения. Выберите способ охлаждения из самой конфигурации камеры и необходимых рабочих обязанностей. Вам не обязательно сначала выбирать воздушное или водяное охлаждение. Скажите ITM-LAB, что на самом деле нужно сделать камере. Для начальной конфигурации пришлите нам: Требуемый температурный диапазон наростки или перехода Размеры и вес DUT Вес приспособления, если применимо Генерация тепла DUT, если питание Необходимое рабочее пространство Количество запланированных камер Доступная охлаждающая вода, если она известна Применимый тестовый стандарт или спецификация клиента ITM-LAB может совместно проанализировать тестовый профиль, нагрузку DUT, требуемые условия работы и условия установки, а затем настроить соответствующую камеру и метод охлаждения с учетом этих требований. Не уверены насчёт потока охлаждающей воды или мощности системы HVAC? Отправь то, что знаешь. Мы можем определить, что ещё нужно подтвердить. Загрузите спецификацию теста
Как воздушно-охлаждаемая экологическая камера отталкивает тепло
Как камера с водяным охлаждением отталкивает тепло
Метод охлаждения отличается от эффективности охлаждения
Как ITM-LAB обычно подходит к противопоставлению охлаждения воздухом и водяной
системой
Кейс-стади: что на самом деле говорит спецификация KTB с усилением
скорости
Пример KTB-1000L / 5K
Параметр
Определённая конфигурация
Рабочее пространство
1000 литров
Внутренние размеры
1000 × 1000 × 1000 мм
Температурный диапазон камеры
−70°C до +180°C
Определённый интервал набора
−40°C до +85°C
Спецификация рампы
5°C/мин с установленным допуском
Тестовая нагрузка
50 кг алюминий
Конфигурация конденсатора
Водяное охлаждение
Тип конденсатора
Shell-and-tube
То, что доказывает пример KTB — и не доказывает
—
Другой пример: где широко используется воздушное охлаждение
Вес DUT не совпадает с тепловой нагрузкой DUT
Внутренний поток воздуха и охлаждение конденсатора — это разные проблемы
Почему повышение скорости меняет разговор
Прежде чем выбирать воздух или воду, пройдитесь по месту установки
Одна камера может подойти. Четыре могут быть разными проблемами учреждения.
Планируйте лабораторию, которую вы строите
Ускоряет ли водяное охлаждение камеру?
Камера
Какие изменения в обслуживании?
Сравните стоимость установки, а не только цену камеры
Дорожная карта выбора камеры с воздушным охлаждением против водяного
охлаждения
Что стоит отправить производителю патронника?
Информация
Что предоставлять
Профиль испытаний
Диапазон температур, скорость нарастания/перехода, время задержки, последовательность нагрева/охлаждения, применимый стандарт
DUT
Размеры, вес, количество, вес оборудования, устройство с питанием/без электроэнергии
Тепловая нагрузка
Максимальное тепловыделение во время испытаний при питании
Объект
Условия окружающей среды, количество запланированных камер, информация о вентиляции и вентиляции, наличие охлаждающей воды, электроснабжение
FAQ
Лучше использовать воздушно-охлаждаемую или
водяную камеру?
Почему ITM-LAB предпочитает водяное охлаждение для камер быстрой смены температуры KTB?
Камеры температуры и влажности GDJS охлаждаются воздухом?
Охлаждается ли камера с водяным охлаждением быстрее?
Требуется ли воздухоохлаждаемая экологическая камера системы HVAC?
Всегда ли для камеры с водяным охлаждением нужен отдельный охладитель?
Может ли объём камеры определить, нужен ли мне воздух или водяное охлаждение?
Существует ли температура, при которой каждая камера должна переключаться с воздушного охлаждения на водяное охлаждение?
Не уверены, какой способ охлаждения подходит вашему тесту?
Первичный CTA
Вторичный CTA
