Mire érdemes odafigyelni egy klímakamra kiválasztásánál?

Sok kérdés felmerülhet azzal kapcsolatban, hogy milyen klímakamrát érdemes kiválasztani, ebben a cikkben ehhez szeretnék egy kis segítséget nyújtani, hogy egyszerűbb és könnyebb legyen a választás.


Mi is az a klímakamra?
A klímakamra egy olyan berendezés, amelynek működése legjobban egy hűtőgéphez hasonlítható, persze sokkal bonyolultabb, összetettebb és nagyobb teljesítménnyel. Funkcionális szerepe, hogy különböző környezeti hatásokat tudjunk benne előállítani, így tesztelve a félkész vagy késztermékek valós igénybevételét. Több típus létezik, működési szempontból megkülönböztetünk egykörös és kétkörös kompresszorral rendelkező változatokat, illetve a klímakamrában páratartalom szabályozása is lehetséges, amíg a hő kamrákban erre nincs lehetőség (csak hőmérséklet szabályzására alkalmas).
Jellemzően az egykörös változatokban -40°C és +180°C hőmérséklet közötti érték hozható létre, amíg a kétkörös típusokban, a nagyobb hűtőteljesítmény miatt akár -75°C is előállítható.
Az egykörös rendszernél egy darab hűtőkompresszor gondoskodik a kamra hűtéséről jellemzően R404a típusú hűtőgázzal, a kétkörös rendszer esetében két darab különálló hűtőkompresszor található a klímakamra gépházában. Utóbbi esetben az egyik kompresszor a már ismert R404a típusú hűtőgázt használja, viszont ennek fizikai tulajdonságai nem teszi lehetővé, hogy a mintatérben -75°C hőmérsékletet lehessen előállítani, így egy nagyobb teljesítményt biztosító második kompresszor alkalmazására is szükség van, amely jellemzően R23 típusú hűtőgázzal működik. Egyszerűsítve a kétkörös rendszer működését tekintve a nagyobb teljesítményű kompresszor biztosítja a mintatér hűtését, amíg a kisebb teljesítményű az R23-as hűtőkör hűtéséért felel, mivel ezt már hagyományos víz vagy léghűtéssel nem lehet hatékonyan megoldani.

A működését leegyszerűsítve úgy tudnám jellemezni, hogy a hűtőgáz a kitágulás és összenyomás hatására képes hűteni, amely a mintatér hűtését biztosítja, viszont ezen folyamat közben hő termelődik, amelyet egy hőcserélőn keresztül léghűtéssel vagy vízhűtéssel el kell vezetni. Utóbbi megoldás kétségtelen előnye, hogy a hőterhelés nem a környezetet érinti, viszont kiépítése költséges. A léghűtéses változatnak nagy előnye, hogy nem szükséges hozzá külön vízhűtés (leegyszerűsítve csak be kell kapcsolni), viszont a kamra környezetét hűtés közben folyamatosan fűti.
A fűtés lényegesen egyszerűbben elektromos fűtőszálakkal történik.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő klímakamrát?
Sok tényezőt figyelembe kell venni egy klímakamra kiválasztásánál, ugyanis egy-egy típusból többfajta teljesítményű készülék is elérhető.
Első és legfontosabb, hogy megfelelő méretű mintatérrel rendelkezzen a készülék, vagyis a tesztelendő minták teljes mérete ne haladja meg a mintatér méretének 70%-át. Olyan tényezőket is figyelembe kell venni, hogy amennyiben a minta egy nagydarabból áll, akkor a mintatérben a légkeverésnek szabadon kell áramolnia (amennyiben ezt nem tudjuk eldönteni, kérjük a képviselet segítségét).
Amennyiben megvan a készülékméret fontos tudni, hogy milyen szabvány szerint szeretnénk vizsgálni (amennyiben ez elérhető). Ennek legfontosabb oka, hogy vannak olyan speciális szabványok, amelyek teljesítéséhez egy vagy több kiegészítőt szükséges használni.
Meg kell vizsgálni azt a tényt is, hogy a mintánk hőt termelnek-e, hiszen ez befolyásolja a kamra teljesítményét.
Érdemes végiggondolni, hogy mire szeretnénk használni a klímakamrát. Főszempontként fontos mérlegelni az egykörös vagy a kétkörös hűtőrendszerrel működő készülék beszerzését. Utóbbinak hátránya, hogy költségesebb beszerezni, mint az egykörös készülékeket, viszont nagy előnye, hogy sokkal jobban reagál a -30°C-nál alacsonyabb tesztek futtatásánál.
Végezetül fontos meghatározni, hogy milyen hűtő illetve fűtőteljesítményű készülékre van szükségünk. Figyelem! A klímakamrák gyártói üres mintatér mellett adják meg a hűtő/fűtő teljesítményt, azaz amennyiben például 5°C hűtőteljesítményre van szükségünk, akkor ennél magasabb hűtőteljesítménnyel rendelkező változat megfelelő, mivel amennyiben olyan készüléket választunk, amely maximum 5°C/perc hűtési teljesítménnyel rendelkezik, nagy esélyünk van rá, hogy a már mintákkal teli mintatérben az 5°C/perc nem lesz tartható (természetesen ez függ a beállított hőmérséklettől).

A PV1200 szabvány árnyoldala
Nagyon jó példa erre a VW csoport PV1200 nevű klimatikus szabványa, hiszen a leírása alapján „csak” maximum +80°C és 80% RH illetve minimum -40°C hőmérsékletet szükséges létrehozni. Sokatmondó ellenben egyszerűnek tűnik az a kritérium is, hogy a +80°C hőmérsékletről a -40°C hőmérsékletet 120 perc alatt kell elérni, amely 1°C/perc hűtőteljesítmény szükségességét követeli meg.
Laikusként arra gondolhatunk, hogy a szabvány teljesítéséhez elegendő egy egyszerű egykörös klímakamra. A gyakorlat viszont azt mutatja, hogy a PV1200 szabványhoz kétkörös azaz -75°C-ig hűteni képes típus szükséges, de ez még nem elegendő, mivel a páratartalom beállítása standard párásító egységgel nehézkes, a szabvány által megkövetelt ±5% RH ingadozás szinte tarthatatlan.
Felmerülhet a kérdés, hogy mégis milyen megoldással lehet teljesíteni a szabvány által előírt követelményeket. A megoldást egy opciós tartozék biztosítja, amely egy nagyteljesítményű párásító egységből áll. Ekkora teljesítményre hagyományos körülmények között nincs szüksége, viszont a PV1200 szabványhoz elengedhetetlen.

Mivel egyszerűsíthető le a klímakamra használata?
Beszerzésnél fontos támpont a kamra kezelhetősége, hiszen ciklikus programokat kell rajta tudni beprogramozni, adatokat kell lementeni, illetve folyamatosan nyomon kell követni a teszt aktuális állapotát. A vezérlés tekintetében sokkal inkább eltérnek az egyes klímakamra gyártó vállalatok, mint a mechanikai elemek esetében.


Az Angelantoni például a jellemzően ipari Windows alapú vezérlés helyett a lényegesen biztonságosabb és stabilabb egyedi PLC vezérlést alkalmazza, amelyet kombinált egy univerzális alkalmazással, így okostelefonról, táblagépről vagy akár számítógépről is vezérlehetőek, programozhatóak a klímakamrák. Az egyedi felület színes, jól nyomon követhető és egyszerűen használható, amely a felhasználók számára sokkal nagyobb könnyebbséget jelent a mindennapi használatban. Fontos, hogy a megváltozott emberi szokásokhoz ezek a nem szokványos készülékek is alkalmazkodjanak, amelynek első lépését elvitathatatlanul az Angelantoni tett meg.
Remélem ez a rövid összefoglaló segítséget nyújt a megfelelő klímakamra kiválasztásában.
Bármilyen további kérdés, kérés esetén keressen bizalommal!

Kelt: Budapest, 2018.02.27.
 
Sinka Dániel

Sinka Dániel

Mérnök üzletkötő 
Telefon: +36 (1) 646 4539 
E-mail:sinka.daniel@atestor.hu