Risoluzione dei problemi e risoluzione di 12 sfide del mondo reale nelle camere di prova a temperatura e umidità costanti

Caso di studio sul campo: risoluzione dei problemi e risoluzione di 12 sfide del mondo reale nelle camere di prova a temperatura e umidità costanti

Le camere di prova a temperatura e umidità costanti sono tra i dispositivi di simulazione ambientale più comunemente utilizzati nella catena di verifica dell'affidabilità del prodotto. Tuttavia, negli ambienti operativi di laboratorio reali, esistono numerose sfide operative tra "l'apparecchiatura operativa" e "l'affidabilità dei dati di test", come il degrado delle prestazioni di raffreddamento, guasti al controllo dell'umidità, interferenze di condensa, deriva del sensore, interruzioni del programma e formazione di condensa/goccioline. Alcuni di questi problemi derivano da deviazioni delle condizioni ambientali, altri derivano da una manutenzione inadeguata delle apparecchiature e altri derivano da difetti sistemici nelle procedure operative stesse.

Questo articolo si concentra sulla camera di test MY-80L a temperatura e umidità costanti (intervallo di temperatura: da –60 °C a 150 °C; intervallo di umidità: 20%–98% RH; dotata di un compressore Taikang francese e un controller coreano TEMI880) e raccoglie 12 casi di studio reali di problemi sul campo ad alta frequenza o impegnativi. Ogni caso di studio ricostruisce il processo di risoluzione dei problemi utilizzando una struttura in tre fasi: "sintomi del guasto → analisi della causa principale → soluzioni correttive". La conclusione fornisce parametri di riferimento rapido per l'attrezzatura e riepiloghi dell'esperienza pratica.

■ Panoramica generale dell'attrezzatura

Il MY-80L ha un volume effettivo di 80 L, caratterizzato da una camera interna realizzata in acciaio inossidabile SUS#304 e uno strato isolante composto da schiuma di poliuretano rigido combinata con lana di vetro. Il sistema di refrigerazione utilizza un compressore completamente chiuso della francese Taikang, dotato del refrigerante ecologico R404A; il sistema di espansione utilizza un design a capacità controllata, che incorpora una valvola di espansione Danfoss, un separatore d'olio ALCO e un filtro. Il nucleo di controllo è costituito da un pannello touchscreen a colori da 7 pollici del coreano TEMI880, in grado di calcolare automaticamente sei serie di parametri PID, con una capacità di programma di 100 set comprendenti 5.000 segmenti e dispone di memoria di spegnimento per il funzionamento continuo. I seguenti parametri sono stati calibrati in condizioni di assenza di carico ad una temperatura ambiente di 20 °C:

▼ Di seguito sono riportati 12 casi di studio rappresentativi e impegnativi provenienti dal settore

Caso 01 | Grave degrado della velocità di raffreddamento; mancato raggiungimento di -60 °C per un periodo prolungato

[Sintomi di guasto]Durante un test a bassa temperatura impostato su -60 °C, l'apparecchiatura ha iniziato a raffreddarsi dalla temperatura ambiente. Quando la temperatura scese a circa -35 °C, la velocità di raffreddamento diminuì improvvisamente dal normale 1 °C/min a meno di 0,3 °C/min; nonostante siano stati superati i 90 minuti di funzionamento, la temperatura target di -60 °C non è stata raggiunta. Sul pannello TEMI880 non veniva visualizzato alcun allarme e il compressore funzionava normalmente.

[Analisi della causa principale] La causa principale è stata identificata attraverso un'indagine in tre fasi: ① Fattori ambientali — Durante l'estate, il sistema di condizionamento dell'aria del laboratorio mostrava una capacità di raffreddamento insufficiente, determinando una temperatura interna di 33 °C, che superava l'intervallo di garanzia delle prestazioni dell'apparecchiatura (5–35 °C); di conseguenza, l'efficienza di dissipazione del calore del condensatore è notevolmente diminuita. ② Fattori di carico: il campione di prova era una fusione di metallo con un peso del pezzo singolo di 12 kg; la massa termica totale dei tre campioni superava di gran lunga la capacità di carico consigliata per la camera da 80 L (che non dovrebbe superare un terzo del volume interno della camera). ③ Fattori di manutenzione — Le alette del condensatore soffrivano di un forte accumulo di polvere e gli spazi tra le alette erano ostruiti dalla polvere, con conseguente riduzione della velocità del flusso d'aria di raffreddamento. L'effetto combinato di questi tre fattori ha comportato una potenza di uscita insufficiente del sistema di refrigerazione durante l'intervallo di funzionamento a bassa temperatura.

[Soluzione]Passaggio 1: impostare la temperatura dell'aria condizionata del laboratorio su 22 °C per garantire che la temperatura ambiente rimanga stabile nell'intervallo 20–25 °C; Passaggio 2: ridurre il numero di campioni di prova a uno, posizionandolo centralmente sullo scaffale per garantire una circolazione senza ostacoli del flusso d'aria; Passaggio 3: utilizzare aria compressa per spurgare alternativamente i lati anteriore e posteriore delle alette del condensatore per rimuovere la polvere accumulata (operazione consigliata trimestralmente). Dopo questi passaggi, riavviare la procedura di raffreddamento; il processo di raffreddamento da 25 °C a –60 °C è durato 52 minuti, dopodiché la velocità di raffreddamento è tornata normale.

Caso 02 | L'umidità non riesce a raggiungere il valore impostato per un periodo prolungato e rimane bloccata al 75% di umidità relativa

[Osservazione errori]Quando un test termico-umido costante è stato impostato a 85 °C/85% UR, dopo che la temperatura normalmente ha raggiunto 85 °C, l'umidità ha iniziato ad aumentare rispetto al livello di umidità ambientale, è salita al 75% UR e poi si è stabilizzata, rimanendo invariata per 30 minuti, significativamente inferiore al valore impostato di 85% UR.

[Analisi della causa principale] Lista di controllo prioritaria per indagare sull'umidità insufficiente: ① Serbatoio a bulbo umido: l'ispezione rivela un livello dell'acqua normale, ma la garza a bulbo umido è stata utilizzata per oltre 3 mesi; la garza si è notevolmente indurita e ingiallita, con conseguente perdita della capacità di assorbimento dell'acqua capillare. Ciò porta a un calcolo impreciso della differenza di temperatura tra bulbo secco e bulbo umido, facendo sì che il controller valuti erroneamente l'umidità attuale come superiore al valore effettivo e di conseguenza interrompa l'umidificazione; ② Tubo di umidificazione: la superficie del tubo di umidificazione personalizzato da 1 kW presenta un significativo accumulo di calcare, riducendo l'efficienza termica; ③ Sigillatura – la striscia di tenuta della porta sulla cerniera destra della maniglia mostra un leggero sollevamento, consentendo all'umidità di fuoriuscire attraverso la fessura.

[Soluzione] Sostituire la garza a bulbo umido (utilizzare il tessuto non tessuto fornito nella configurazione standard; tagliare alle dimensioni appropriate, quindi inumidire con acqua pura prima dell'installazione); rimuovere il calcare dalla superficie del tubo di umidificazione (immergere in una soluzione di acido citrico per 30 minuti, quindi pulire con una spazzola morbida); regolare le cerniere della porta e sostituire le strisce di tenuta. Dopo questi passaggi, riavviare il sistema; entro 15 minuti, l'umidità salirà dal 75%RH all'85%RH e si stabilizzerà. Suggerimento chiave: la garza a bulbo umido deve essere sostituita mensilmente; non sostituirlo con normale tessuto di cotone.

Caso 03 | Salto improvviso nel valore visualizzato dell'umidità; i dati non possono essere attendibili

[Sintomi di errore]Durante il funzionamento a temperatura e umidità costanti (60 °C / 90% UR), il display dell'umidità sul pannello TEMI880 mostra fluttuazioni irregolari che vanno dall'82% UR al 96% UR, che si verificano ogni 5–8 secondi; il display della temperatura rimane normale e stabile. I dati del test non possono superare i criteri di valutazione a causa delle fluttuazioni di umidità che superano la tolleranza consentita.

[Analisi della causa principale] La temperatura è rimasta stabile mentre le letture dell'umidità hanno fluttuato; questa osservazione, dopo aver escluso drastiche variazioni nell'umidità effettiva all'interno dell'involucro, ha evidenziato problemi con il sensore o il suo circuito di segnale. Dopo aver ispezionato il sensore Pt100 a bulbo umido, si è riscontrato che la garza era posizionata in modo errato: non riusciva a coprire completamente l'elemento sensibile del sensore e l'estremità inferiore della garza non era immersa sotto la superficie dell'acqua nella vasca. Di conseguenza, la "temperatura del bulbo umido" richiesta per il calcolo del bulbo umido-secco è diventata effettivamente una "temperatura del bulbo semisecco", portando a segnali di temperatura del bulbo umido instabili. Un'ulteriore ispezione ha rivelato una leggera ossidazione sui terminali del cablaggio del sensore Pt100 e le variazioni nella resistenza di contatto causavano fluttuazioni del segnale.

[Soluzione] Reinstallare la garza a bulbo umido: assicurarsi che la garza racchiuda completamente il bulbo di rilevamento della temperatura del sensore, con l'estremità inferiore della garza che si estende almeno 20 mm sotto la superficie dell'acqua del serbatoio e che non vi siano bolle d'aria tra la garza e il sensore. Pulire i terminali Pt100 (spruzzare con un detergente per contatti elettronici, quindi pulire con un panno privo di lanugine). Attivare la funzione di calibrazione automatica a bulbo secco e umido (menu TEMI880 → Calibrazione → Calibrazione automatica a bulbo secco e umido); una volta completata la calibrazione, il display dell'umidità si stabilizzerà al 90±1% di umidità relativa.

Caso 04 | Fallimento nella determinazione del risultato del test a causa della condensa superficiale sul campione di prova

[Osservazione guasti] Sul circuito stampato PCBA è stato condotto un test di durata accelerata di temperatura e umidità, da 25 °C a 85 °C con 85% di umidità relativa. Durante la fase di innalzamento della temperatura sulla superficie della scheda si sono formate distinte goccioline d'acqua (condensa); inoltre, i risultati dell'ispezione ottica e dei test di isolamento hanno mostrato anomalie (la resistenza di isolamento è scesa bruscamente dal valore normale di 500 MΩ a 5 MΩ). Il cliente ha quindi ritenuto il test non valido.

[Analisi della causa principale] Il meccanismo fisico della condensazione: quando la temperatura superficiale del campione di prova è inferiore alla temperatura del punto di rugiada dell'aria all'interno della camera, il vapore acqueo si condensa sulla superficie del campione. Durante la fase di riscaldamento, se la temperatura dell'aria aumenta più velocemente della temperatura del campione (in particolare per substrati metallici e campioni pesanti), emerge una finestra differenziale di temperatura, caratterizzata da "aria più calda e campione più freddo". All'interno di questa finestra, la temperatura del punto di rugiada supera la temperatura superficiale del campione, portando inevitabilmente alla formazione di condensa. La velocità di riscaldamento predefinita dell'apparecchiatura è impostata sul valore massimo di 9,9; un riscaldamento eccessivamente rapido aggrava ulteriormente questa finestra differenziale di temperatura.

[Soluzione] Sfruttando la funzione di pendenza della temperatura di TEMI880, la velocità di riscaldamento è stata ridotta da 9,9 a 2,0, mentre nel programma è stata incorporata una "fase di preriscaldamento": in primo luogo, la temperatura è stata aumentata a 85 °C in condizioni di bassa umidità (25 °C/40% UR) per circa 15 minuti; quindi, la temperatura è stata mantenuta a 85 °C per 10 minuti per consentire al campione di prova di equilibrarsi completamente; infine, l'umidità è stata aumentata in modo incrementale dal 40% RH all'85% RH ad una velocità del 3% RH/min. Questa strategia "prima riscaldare, poi umidificare" ha assicurato che il campione di prova raggiungesse la temperatura target prima dell'aumento dell'umidità, eliminando così la finestra di condensa. Dopo questo processo, non è stata osservata alcuna condensa sulla superficie del PCBA e la resistenza di isolamento è rimasta costantemente al di sopra di 500 MΩ per tutta la durata del test.

Caso di studio 05 | Superamento dei limiti di deriva della precisione di temperatura e umidità dopo 30 giorni consecutivi di funzionamento

[Sintomi di guasto] Dopo 30 giorni consecutivi di test di invecchiamento accelerato, la deviazione della temperatura dell'apparecchiatura si è espansa da ±0,5 °C iniziale a ±1,8 °C (superando la specifica di ≤2 °C e avvicinandosi alla soglia critica), mentre la deviazione dell'umidità si è espansa da ±1% RH a ±4% RH. Non sono stati rilevati allarmi anomali sul pannello TEMI880; tuttavia, è stata osservata una deviazione sistematica tra i valori visualizzati dal datalogger esterno e quelli visualizzati dal pannello.

[Analisi delle cause principali] Dopo un funzionamento prolungato, il sensore Pt100 presenta una deriva del punto zero, che è un tipico fenomeno di invecchiamento osservato nelle apparecchiature di test ambientali. Analisi dettagliata: quando il sensore di temperatura Pt100 funziona continuamente in un ampio intervallo di temperature compreso tra -60 °C e 150 °C, la resistenza del filo di platino del suo elemento sensibile subisce lievi deviazioni nelle sue caratteristiche di temperatura; per il sensore Pt100 a bulbo umido, l'immersione prolungata e la deposizione di calcare determinano una velocità di risposta ridotta. I parametri PID del controller sono stati inizialmente tarati in base alle caratteristiche originali del sensore; tuttavia, dopo che si verifica la deriva del sensore, questi parametri non garantiscono più prestazioni ottimali, con conseguente peggioramento della precisione del controllo.

[Soluzione]Passaggio 1: eseguire la calibrazione automatica a bulbo secco e umido (menu TEMI880 → Calibrazione → Calibrazione automatica a bulbo secco e umido); dopo la calibrazione, la deviazione della temperatura viene ripristinata a ±0,6 °C e la deviazione dell'umidità viene ripristinata a ±1,5% RH. Passaggio 2: eseguire la ricalibrazione automatica del PID: in condizioni di assenza di carico, impostare una risposta al gradino da 25 °C a 85 °C, consentendo al controller di testare automaticamente le caratteristiche di risposta del sistema e di ricalcolare i parametri P/I/D. Al termine di questo processo, la deviazione della temperatura viene ulteriormente ridotta a ±0,3 °C e la deviazione dell'umidità viene ridotta a ±0,8% RH. Stabilire procedure di manutenzione: eseguire la calibrazione a bulbo secco e umido trimestralmente ed eseguire la ricalibrazione automatica PID ogni sei mesi o dopo un cambiamento nel tipo di carico.

Caso 06 | Interruzione di corrente durante l'esperimento: il programma è andato perduto? I dati sono validi?

[Osservazione guasti] Durante il test ciclico di temperatura e umidità di 1.000 ore, alla 320a ora, l'alimentazione elettrica del laboratorio è scattata e l'alimentazione è stata interrotta. Al ripristino dell'alimentazione, l'apparecchiatura si è riavviata automaticamente e ha ripreso il programma di test; tuttavia, durante il periodo di interruzione di corrente, la temperatura all'interno della camera di prova è scesa naturalmente dal valore impostato di 85 °C alla temperatura ambiente di 26 °C, e l'umidità è diminuita dall'85% RH all'umidità ambientale del 55% RH, per una durata di circa 25 minuti. Durante questo intervallo, il campione in prova ha subito un calo incontrollato di temperatura.

[Analisi della causa principale] La funzione di memoria di spegnimento dell'apparecchiatura funziona normalmente e, dopo il ripristino dell'alimentazione, i segmenti del programma continuano ad essere eseguiti senza errori. Tuttavia, il problema risiede nel fatto che il profilo della temperatura durante il periodo di ripristino dallo spegnimento (circa 25 minuti) non è incluso nella durata valida del test; inoltre, questo evento di spegnimento può indurre uno stress termico inaspettato sul campione di prova, compromettendo potenzialmente la validità dei risultati del test. L'apparecchiatura stessa non presenta guasti funzionali; le preoccupazioni riguardano l'affidabilità dell'alimentazione esterna e la valutazione della validità dei dati dei test.

[Soluzione] Livello hardware: implementare sistemi UPS (Uninterruptible Power Supply) in regioni con alimentazione instabile per garantire che le apparecchiature possano funzionare per almeno 15 minuti dopo un'interruzione di corrente, consentendo così il regolare completamento del segmento di programma corrente. Livello operativo: registrare nel rapporto di prova la data e l'ora dell'interruzione di corrente, la data e l'ora del ripristino dell'alimentazione e le curve di tendenza della temperatura e dell'umidità durante l'interruzione di corrente; l'ingegnere del test dovrà quindi determinare se tale interruzione compromette la validità del test: se la determinazione è "valida, ma richiede tempo di esecuzione compensativo", una quantità equivalente di tempo di esecuzione compensativo verrà aggiunta alla fine del programma. Livello di standardizzazione: definire esplicitamente nel protocollo di prova il criterio secondo cui "le prove che comportano una singola interruzione di corrente superiore a 10 minuti o interruzioni di corrente cumulative superiori a 30 minuti devono essere ripetute".

Caso di studio 07 | La condensa esterna e il gocciolamento sull'alloggiamento dell'armadio compromettono la sicurezza del laboratorio

[Sintomi di guasto]Durante il test a bassa temperatura di -40 °C, sono apparse numerose goccioline di condensa sui pannelli laterali e sulla parte superiore dell'alloggiamento esterno dell'apparecchiatura; queste goccioline cadevano sul pavimento del laboratorio, creando una superficie scivolosa e rappresentando un pericolo per la sicurezza. Sulla superficie delle piastre in acciaio inossidabile dell'alloggiamento esterno erano visibili strisce d'acqua distinte.

[Analisi della causa principale] Lo strato isolante dell'apparecchiatura è costituito da una struttura composita di schiuma poliuretanica rigida e lana di vetro. Durante il test a bassa temperatura, la temperatura della camera interna è stata impostata a -40°C. Se l'ambiente di laboratorio presentasse un'elevata umidità (misurata al 75% di umidità relativa) e la temperatura ambiente fosse di 25 °C, la temperatura superficiale della camera esterna potrebbe scendere al di sotto della temperatura del punto di rugiada ambientale (circa 20,5 °C), portando inevitabilmente alla formazione di condensa. L'ispezione ha rivelato una leggera deformazione nell'angolo inferiore sinistro della striscia di tenuta della porta della camera; una tenuta inadeguata in quest'area ha consentito la fuoriuscita di aria fredda, con conseguente temperatura superficiale localmente più bassa sulla camera esterna e condensazione esacerbata.

[Soluzione] Innanzitutto, ridurre l'umidità ambientale del laboratorio al di sotto del 60% di umidità relativa (attivando il deumidificatore) in modo che la temperatura del punto di rugiada ambientale rimanga al di sotto della temperatura superficiale dell'armadio esterno. In secondo luogo, sostituire eventuali strisce di tenuta della porta deformate per garantire una tenuta e una sigillatura uniformi attorno al perimetro della porta dell'armadio (dopo aver chiuso la porta, utilizzare uno spessimetro da 0,05 mm per misurare lo spazio sulla superficie di tenuta; nessun materiale deve poter passare). In terzo luogo, ispezionare le condizioni delle strisce di tenuta sui tre strati delle finestre di osservazione del vuoto (260×340×40 mm); sostituire eventuali strisce invecchiate. In quarto luogo, posizionare l'apparecchiatura lontano dal flusso d'aria diretto proveniente dalle bocchette dell'aria condizionata per evitare fluttuazioni di temperatura localizzate che potrebbero esacerbare la formazione di condensa. Dopo aver implementato queste misure, non si dovrà osservare alcuna condensa sull'armadio esterno durante il test a -40 °C.

Caso di studio 08 | Formazione di brina sull'evaporatore della zona a bassa temperatura; sbalzi di temperatura aggravati

[Sintomi di errore]Durante il test di mantenimento a bassa temperatura di -50 °C, la temperatura inizia a mostrare fluttuazioni periodiche di ±2,5 °C rispetto al suo valore di stato stazionario (intervallo di fluttuazione normale: ≤0,5 °C), con un periodo di fluttuazione di circa 15 minuti. Il TEMI880 indica che il compressore continua a funzionare; tuttavia, dopo che la temperatura è scesa fino a -53 °C, risale gradualmente fino a -47 °C, ripetendo questo ciclo.

[Analisi della causa principale]Questa è una tipica manifestazione di brina sull'evaporatore. Durante il funzionamento a basse temperature, il vapore acqueo residuo all'interno della camera dell'evaporatore si deposita sulle alette dell'evaporatore, formando uno strato di brina. Questo strato di brina aumenta la resistenza termica sulla superficie dell'evaporatore, riducendo così l'efficienza del trasferimento di calore e provocando un aumento graduale della temperatura; quando la temperatura superficiale dello strato di brina supera 0 °C, parte della brina si scioglie, ripristinando temporaneamente l'efficienza del trasferimento di calore, che a sua volta porta a un'ulteriore diminuzione della temperatura, creando così un processo ciclico: "scongelamento → calo di efficienza → aumento di temperatura → sbrinamento → aumento di efficienza → diminuzione di temperatura → nuovo congelamento." Nelle apparecchiature prive di funzione di sbrinamento automatizzato, il funzionamento prolungato a basse temperature comporterà inevitabilmente questo fenomeno.

[Soluzione]Procedura di emergenza: sospendere il test, eseguire il ciclo di sbrinamento (aumentare la temperatura impostata a 20 °C e mantenerla per 30 minuti; quindi aprire la porta della camera e pulire la superficie delle alette dell'evaporatore con un panno asciutto e morbido per rimuovere l'umidità residua) e solo dopo aver verificato che le alette siano completamente asciutte, riprendere il test a bassa temperatura. Misure preventive: ① Prima di ogni test a bassa temperatura, verificare che l'interno della camera sia asciutto (eseguire facoltativamente una "fase di asciugatura" a 30 °C/30% RH per eliminare l'umidità residua); ② Evitare aperture frequenti della porta della camera durante la fase di bassa temperatura (ogni apertura può introdurre una grande quantità di vapore acqueo); ③ Per un funzionamento prolungato a bassa temperatura, inserire una fase di mantenimento dello sbrinamento ogni 48 ore. Dopo le azioni correttive, mantenere la temperatura a −50 °C con fluttuazioni di temperatura entro ±0,4 °C.

Caso 09 | Falso intervento della protezione da sovratemperatura; prova interrotta a metà

[Fenomeno di errore] Durante il test ad alta temperatura di 125 °C, l'apparecchiatura si è spenta improvvisamente dopo 3 ore di funzionamento; il TEMI880 ha visualizzato un "Allarme di sovratemperatura" e la spia dello strumento di protezione da sovratemperatura RKC si è accesa. La temperatura effettiva misurata all'interno della camera di prova è stata di 125,2 °C, che non ha superato il valore impostato; tuttavia, poiché la soglia impostata dello strumento di protezione è stata configurata a 125 °C, il limite superiore della normale fluttuazione della temperatura ha attivato l'azione di protezione.

[Analisi della causa principale] Il dispositivo di protezione da sovratemperatura funge da salvaguardia di sicurezza secondaria indipendente dal controller principale. Il problema deriva da un'errata impostazione della soglia di protezione: l'operatore ha impostato il valore di protezione da sovratemperatura in modo che sia pari alla temperatura di prova di 125 °C, mentre la normale fluttuazione della temperatura varia da ±0,5 °C a ±1 °C; quindi, quando la temperatura di picco raggiunge i 125,5 °C, interviene la soglia di protezione di 125 °C. La soglia di protezione da sovratemperatura deve essere impostata almeno 5–10 °C in più rispetto al setpoint della temperatura di prova per tenere conto delle fluttuazioni di temperatura.

[Soluzione]Regolare il limite di temperatura dello strumento di protezione da sovratemperatura RKC da 125 °C a 135 °C (temperatura di prova + 10 °C). Criterio di determinazione: Soglia di protezione da sovratemperatura = setpoint temperatura di prova + 10 °C (margine minimo); per prove ad alta temperatura (>100 °C), si consiglia di utilizzare +15 °C. Dopo la regolazione, ripetere il test a 125 °C per 48 ore consecutive senza interruzione. Contemporaneamente, verificare i setpoint di protezione da sovratemperatura per tutte le procedure di test e compilare una "Tabella di riferimento per l'impostazione della soglia di protezione" per evitare falsi attivazioni simili.

Caso 10 | Variazione di temperatura irregolare su più campioni di prova; alcuni campioni non hanno superato l'ispezione

[Osservazione del guasto]Cinque campioni di prova con rivestimento in plastica dello stesso lotto sono stati posizionati su tre livelli di scaffali per il test a 85 °C/85% di umidità relativa. Al termine del test, i due campioni di prova sul livello superiore hanno mostrato un cambiamento di colore e sono stati giudicati qualificati; mentre i tre campioni del livello inferiore hanno mostrato leggere deformazioni e cambiamenti di colore più pronunciati e sono stati giudicati non qualificati. Sono state osservate differenze significative nei risultati del test tra i campioni di prova situati in posizioni diverse all'interno della stessa camera di prova.

[Analisi delle cause principali] Il sistema di alimentazione e circolazione dell'aria, composto da ventole a pale multiple abbinate a un motore da 90 W, dirige il flusso d'aria dalla parete posteriore dell'armadio, lo fa passare attraverso i provini e quindi lo ricircola attraverso la parete anteriore. Quando la densità del posizionamento sullo scaffale è eccessiva, i canali del flusso d'aria tra i campioni di prova vengono ostruiti, determinando un gradiente di temperatura tra gli strati superiore e inferiore. Le misurazioni sperimentali mostrano una temperatura di 85,1 °C nello strato superiore e di 83,2 °C in quello inferiore, con una differenza di temperatura di 1,9 °C; se combinato con il gradiente di umidità, lo stress ambientale subito dai provini nello strato inferiore diventa più grave. Inoltre, i campioni dello strato inferiore sono posizionati più vicini all'uscita dell'aria dell'evaporatore e anche la miscelazione irregolare del flusso d'aria calda e fredda contribuisce a questo fenomeno.

[Soluzione] Innanzitutto, regolare la spaziatura tra i provini: la distanza tra provini adiacenti non deve essere inferiore a 50 mm e la distanza tra ciascun provino e le pareti della camera non deve essere inferiore a 30 mm, garantendo una circolazione del flusso d'aria senza ostacoli all'interno del sistema di condotti. In secondo luogo, utilizzare otto clip di spaziatura regolabili per modificare la spaziatura degli strati dei ripiani da intervalli uniformi a una configurazione "rara inferiore, densa superiore", aumentando la spaziatura tra i ripiani inferiori per compensare l'attenuazione del flusso d'aria. In terzo luogo, incorporare una "fase di omogeneizzazione della temperatura" di 10 minuti nel protocollo di test (mantenere questa fase per 10 minuti dopo aver raggiunto la temperatura target prima di avviare il timer) per garantire la completa uniformità del campo di temperatura all'interno della camera. Dopo il trattamento, la differenza di temperatura tra i ripiani superiore e inferiore è stata ridotta al di sotto di 0,4 °C e i risultati dei test sui cinque campioni erano coerenti.

Caso 11 | Cicli di avvio-arresto frequenti del compressore, rumore anomalo e durata di servizio discutibile

[Sintomi di guasto]Durante la fase di mantenimento della temperatura costante (quando non è richiesto il raffreddamento o il riscaldamento attivo), il compressore si accende e si spegne ripetutamente ogni 3-4 minuti, accompagnato da un distinto "clic". Dopo circa una settimana di funzionamento continuo, la temperatura dell'alloggiamento del compressore diventa elevata (calda al tatto) e il livello di rumore aumenta in modo significativo rispetto alla nuova unità.

[Analisi delle cause principali]Durante la fase di mantenimento della temperatura costante, la modalità operativa ideale per il compressore è il funzionamento a ciclo di lavoro basso (ad esempio, 30 secondi di funzionamento seguiti da 120 secondi di spegnimento), piuttosto che il ciclo di avvio-arresto ad alta frequenza. Una frequenza di avvio-arresto di 3–4 cicli al minuto è considerata eccessiva per due motivi: ① La banda proporzionale (P) nei parametri PID è impostata troppo stretta, causando una risposta eccessiva del controller a piccole deviazioni di temperatura e l'emissione frequente di comandi di avvio-arresto; ② L'impostazione del differenziale di pressione di avvio-arresto del regolatore di pressione Saginomiya è troppo piccola, con conseguente separazione insufficiente tra la soglia per avviare il funzionamento sul lato a bassa pressione e la soglia per terminare il funzionamento sul lato ad alta pressione, il che porta il sistema di refrigerazione ad agire ripetutamente entro un intervallo ristretto di differenziale di pressione. I frequenti cicli di avvio-arresto rappresentano il rischio maggiore per i compressori completamente chiusi: ogni istante di avvio assorbe una corrente 5-7 volte maggiore della normale corrente operativa e tale stress ripetuto accelera l'invecchiamento dell'isolamento degli avvolgimenti del motore.

[Soluzione] Passaggio 1: eseguire il calcolo automatico PID per ampliare la banda proporzionale, riducendo così la risposta eccessiva del controller a deviazioni minori. Passaggio 2: consultare tecnici professionisti per regolare le impostazioni del differenziale di pressione di avvio/arresto del controller di pressione Saginomiya (abbassare adeguatamente la soglia di avvio a bassa pressione e aumentare adeguatamente la soglia di arresto ad alta pressione per espandere l'intervallo operativo e ridurre la frequenza di avvio/arresto). Passo 3: Nelle impostazioni del programma del TEMI880, aggiungere una "zona morta di mantenimento della temperatura"; entro un intervallo di setpoint di ±0,3 °C, non verrà attivata alcuna azione di raffreddamento o riscaldamento, consentendo al sistema di sfruttare l'inerzia termica dell'armadio per mantenere la temperatura. Dopo queste regolazioni, la frequenza di avvio/arresto del compressore è stata ridotta a una volta ogni 15-20 minuti, il funzionamento è diventato stabile e la temperatura dell'armadio è tornata a livelli normali.

Caso 12 | Intasamento di calcare nel sistema di umidificazione: aumento estremamente lento dell'umidità

[Sintomi di guasto]Dopo sei mesi di funzionamento, il tasso di aumento dell'umidità è notevolmente rallentato: il tempo necessario affinché l'umidità passi dal 40% all'85% di umidità relativa è aumentato dagli 8 minuti iniziali a oltre 25 minuti. Durante il funzionamento del tubo di umidificazione si sente un rumore anomalo "gorgoglio" e si possono osservare depositi bianchi di calcare sulle pareti interne del serbatoio a bulbo umido e sulla superficie del tubo di umidificazione.

[Analisi delle cause principali] Il sistema di umidificazione utilizza la normale acqua del rubinetto come fonte d'acqua; durante il processo di riscaldamento nei tubi di umidificazione, gli ioni di calcio e magnesio nell'acqua precipitano formando incrostazioni di carbonato di calcio/carbonato di magnesio. Questo calcare si deposita sulla superficie dei tubi di umidificazione da 1 kW, creando uno strato isolante che riduce l'efficienza del riscaldamento. Contemporaneamente, i frammenti di calcare ostruiscono i canali interni del flusso d'acqua dei tubi di umidificazione, determinando una diminuzione della produzione di vapore umidificato. Le incrostazioni si accumulano anche sulle pareti interne del serbatoio dell'acqua a bulbo umido, compromettendo le prestazioni di assorbimento capillare dell'acqua della garza. Ciò costituisce un degrado dell’efficienza sistemica attribuibile a problemi di qualità dell’acqua