Immaġina stazzjon tar-riċerka fl-Antartika jew faċilità tal-gass naturali fis-Siberja. It-tagħmir huwa ta'-klassi dinjija, l-inġinerija metikoluża, iżda s-sistemi tat-tisħin ifallu ripetutament meta t-temperaturi jolqtu -40 grad. Il-ħati normalment ma jkunx il-klassifikazzjoni tat-temperatura massima tal-heater-il-biċċa l-kbira tal-unitajiet jimmaniġġjaw 800 grad (1472 grad F) mingħajr ħruġ. Il-problema tinsab fil-kapaċità ta 'startjar kiesaħ, il-ġestjoni tal-espansjoni termali, u l-imġieba tal-materjal f'temperaturi krijoġeniċi.
Ħiters tal-iskrataċ standard jassumu kundizzjonijiet tal-bidu tat-temperatura tal-kamra-. Id-disinjaturi tagħhom jikkalkulaw l-ispazju għall-espansjoni termali f'temperaturi operattivi, mhux għall-kontrazzjoni li sseħħ meta l-merkurju jinżel għal -40 grad . F'dawn il-kundizzjonijiet, l-għata tal-metall tiċkien aktar mill-qalba taċ-ċeramika interna, potenzjalment toħloq vojt li jimlew bil-kondensazzjoni. Meta tapplika l-enerġija, l-umdità tinbidel għall-fwar, qsim tal-insulazzjoni tal-ossidu tal-manjeżju u toħloq ċirkuwiti qosra. Ħiters speċjalizzati ta 'skrataċ b'temperatura baxxa jindirizzaw dan permezz ta' għażla ta 'materjal u tolleranzi ta' manifattura ottimizzati għall-firxa sħiħa ta 'temperatura minn -40 grad sa +800 grad.
L-għażla tal-materjal tal-għant issir att tal-ibbilanċjar. 304 l-istainless steel joffri reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti u kost-effettività għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet. Madankollu, l-istainless steel 316L jipprovdi reżistenza superjuri għall-kloruri u kimiċi industrijali, li jagħmilha preferibbli għall-ambjenti tal-ipproċessar tal-baħar jew kimiku. Għall-kundizzjonijiet l-aktar impenjattivi-ngħidu aħna, elementi li jsaħħnu esposti kemm għal temperaturi krijoġeniċi kif ukoll atmosferi korrużivi-Incoloy 800 jew 840 ligi jipprovdu l-aħjar miż-żewġ dinjiet: reżistenza għall-ossidazzjoni f'temperaturi għoljin u toughness f'temperaturi baxxi. Dawn il-ligi tan-nikil-ħadid-kromju jżommu l-proprjetajiet mekkaniċi tagħhom matul tibdiliet ta' temperatura estremi li jqassmu materjali inqas.
It-terminazzjoni elettrika tirrappreżenta punt ieħor ta 'falliment f'ambjenti kesħin. Wajers taċ-ċomb standard jużaw insulazzjoni tal-PVC li ssir fraġli u xquq f'-20 grad. Il-ħiters tal-iskartoċċ tat-temp kiesaħ ta' kwalità-jispeċifikaw l-insulazzjoni kompost tas-silikonju tal-fibra tal-ħġieġ-ratata għal tħaddim kontinwu f'250 grad filwaqt li jibqgħu flessibbli f'-60 grad. It-tranżizzjoni mill-wajer taċ-ċomb għall-korp tal-heater juża komposti tal-qsari fformulati għal ċikliżmu termali aktar milli epoxies standard li de-bond meta jiġu ffriżati.
L-għażla tad-densità tal-watt teħtieġ attenzjoni partikolari għal applikazzjonijiet taħt-żero. Ħiters ta'-densità għolja (sa 63W/cm²) jisbqu f'sħana-mgħaġġla f'forom ta' injezzjoni tal-plastik, iżda t-tagħmir tat-temp kiesaħ-spiss jibbenefika minn disinji ta' densità aktar baxxa. Tagħbija tal-wiċċ ta '12 W/cm² tipprevjeni t-togħlija lokalizzata fil-fluwidi idrawliċi jew id-degradazzjoni termali taż-żjut lubrikanti. L-għan mhuwiex it-temperatura massima-hija distribuzzjoni uniformi tas-sħana li tipprevjeni l-gradjenti termali li jikkawżaw stress materjali.
Il-prattiki tal-installazzjoni huma importanti daqs l-ispeċifikazzjoni tal-heater. It-toqob imtaqqbin iridu jżommu spazju ta' +0.02mm sa +0.05mm fuq id-dijametru tal-heater biex jakkomodaw espansjoni termali mingħajr ma joħolqu spazji ta' l-arja. Kwalunkwe vojt li jaqbeż 0.1mm jaġixxi bħala insulazzjoni termali, u jġiegħel lill-heater jaħdem aktar sħun milli ddisinjat u jaċċellera l-ossidazzjoni tal-wajer tar-reżistenza. F'ambjenti kesħin fejn it-tneħħija għas-sostituzzjoni ssir diffiċli, l-ispeċifikazzjoni ta 'ħiters b'ċrieki ta' lokalizzazzjoni jew fittings bil-kamin tissimplifika l-manutenzjoni futura.
L-istrateġiji ta' kontroll termali jvarjaw b'mod sinifikanti minn installazzjonijiet ta'-klima moderata. Termostati bimetalliċi sempliċi m'għandhomx il-preċiżjoni meħtieġa għall-proċessi sensittivi għall-varjazzjoni tat-temperatura. Ir-rilejs ta' stat solidu-b'swiċċjar żero-inaqqas l-interferenza elettromanjetika filwaqt li jestendu l-ħajja tal-heater billi jeliminaw ix-xokk termali taċ-ċikli tal-qawwa f'daqqa. Għal proċessi kritiċi, l-ispeċifikazzjoni tal-ħiters tal-iskartoċċ b'thermocouples integrati tippermetti profil tat-temperatura preċiż-essenzjali meta ssaħħan tagħmir tal-laboratorju jew komponenti aerospazjali fejn varjazzjoni ta '±2 gradi tista' tikkomprometti r-riżultati.
L-ispeċifikazzjoni tat-tul mhux imsaħħna ħafna drabi tiġi injorata. Disinji standard jinkludu żoni kesħin ta '5-10mm fit-tarf taċ-ċomb biex jipprevjenu sħana żejda tat-terminal. F'ambjenti ta '-40 grad, l-estensjoni ta' din is-sezzjoni mhux imsaħħna għal 25-50mm iżżomm temperaturi ta 'konnessjoni 'l fuq mill-punt tan-nida, u tevita l-kondensazzjoni f'kompartimenti elettriċi. Xi disinji jinkorporaw estensjonijiet tal-għant ta 'angolu rett jew konfigurazzjonijiet mgħawweġ biex iwasslu ċ-ċomb 'il bogħod minn uċuħ kesħin filwaqt li jżommu trasferiment xieraq tas-sħana fiż-żona tax-xogħol.
