Въведение
HFM 446 Lambda е ценен инструмент за изследване на топлопроводимостта на изолационни материали, които се използват за такива приложения като топлоизолация на сгради. По-добрата топлоизолация на сградите води до по-ниска консумация на енергия за отопление през зимата и охлаждане през лятото, а оттам в крайна сметка и до по-малъкCO2 отпечатък.
В качеството си на разработчик и производител на термоаналитични уреди NETZSCH също взема под вниманиеCO2 отпечатъка на своите измервателни устройства. Един от аспектите на това е енергията, необходима за експлоатацията на HFM 446 Lambda в обекта на клиента. Консумацията на енергия на HFM 446 Lambda Eco-Line е значително намалена в сравнение с тази на по-старите модели благодарение на по-краткото време за измерване, от една страна, и на енергията, спестена по време на работа в така наречения Eco Mode, от друга. По-старите модели, разбира се, могат да бъдат напълно модернизирани до Eco-Line.
Консумация на енергия по време на измерване
В таблица 1 е обобщена консумацията на енергия от трите инструмента HFM 446 Lambda (Small, Medium и Large) по време на типично измерване върху влакнеста плоскост NIST SRM 1450d в целия температурен диапазон на HFM 446. Консумираната мощност е измерена и записана с помощта на ватметър.
Таблица 1: Средна консумация на енергия от HFM 446 (измервателен блок и охладител) по време на измерване на NIST SRM 1450d между 80°C и -10°C средна температура на пробата (10 зададени точки, ΔT=20 K).
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| Мерна единица [kW] | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| Чилър [kW] | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
Общата консумация на енергия на HFM 446 Small е приблизително 0,7 kW, а на HFM 446 Medium и Large - приблизително по 1,0 kW. Цялата годишна консумация на енергияможе да се изчисли, като се намери консумацията на мощност, умножена по времето на измерване (вж. раздела по-долу) и броя на измерванията.
По-кратко време за измерване
Едно от основните предимства на HFM 446 Lambda Eco-Line е по-краткото време за измерване в сравнение с по-старите модели HFM 446, но със същата точност на резултатите. Намаляването на времето за измерване се постига чрез подобрен контрол на температурата на плочите, подобрено филтриране на сигналите за топлинен поток и по-сложни критерии за стабилност. По-краткото време за измерване е илюстрирано на фигура 2, която показва сравнение на преходните криви на средната температура на HFM 446 Lambda Small Eco-Line спрямо по-старите модели по време на измерване на топлопроводимостта на NIST SRM 1450d между средните температури на пробата от 80 °C и -10 °C (10 зададени точки, ΔT=20 K). С версията Eco-Line цялото измерване в този случай отнема приблизително 370 минути, което е с около 200 минути или 35% по-бързо от по-старите модели.
Като цяло времето за измерване, разбира се, зависи от свойствата на образеца, условията на измерване и размера на инструмента HFM (Small, Medium или Large). В таблица 2 е представено средното относително намаление на времето за измерване за всеки тип инструмент в линията HFM 446 Eco-Line за някои примерни образци.
Таблица 2: Средно относително намаление на времето за измерване с новия HFM 446 Lambda Eco-Line
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| NIST SRM 1540d | -35% | -21% | -31% |
| IRMM440 | n.a. | -18% | -30% |
| Pyrex с комплект инструменти | -21% | -34% | n.a. |
| VIP | -26% | -36% | -5% |
| Специфичен топлинен капацитет (cp)Топлинният капацитет е физична величина, специфична за материала, която се определя от количеството топлина, подадено на образеца, разделено на полученото увеличение на температурата. Специфичният топлинен капацитет се отнася за единица маса на образеца.cp: твърди полимери | -27% | -36% | n.a. |
При стандартните изолационни материали, като например плочи от стъкловлакна 1450d и IRMM440, спестеното време е между 20 и 35%. Измерванията са по-бързи с до една трета при образци с по-висока топлопроводимост, като боросиликатно стъкло Pyrex, или при продукти с много ниска топлопроводимост, като вакуумни изолационни панели (VIP). При измерване на специфичния топлинен капацитет на твърди полимери, като PE-HD или POM-C, намалението на времето за измерване може да достигне до 30 %.
Числата, показани в таблица 2, отразяват пряко енергията и разходите, които могат да бъдат спестени за всяко от тези HFM измервания.
Прякото сравнение на времето за измерване обаче не е единственият аспект, който трябва да се вземе предвид. Например при по-старите модели на HFM 446 е било възможно да се измерва един образец на работен ден, тъй като измерването с 10 зададени точки е продължавало в някои случаи от сутрин до вечер. В края на такова измерване операторът обикновено вече не е в лабораторията и не може да постави следващия образец; по този начин не може да се започне ново измерване, с което да се използват оставащите часове от деня и нощта. С по-бързия HFM 446 Eco-Line е вероятно същото измерване да е приключило още следобед и следващият образец да може да бъде измерен веднага. В този пример с HFM 446 Eco-Line може да се изследват не само един, но и два образеца на ден, което води до 100% по-висока ефективност при такива цялостни измервания за дълъг период от време.
Режим на празен ход и икономичен режим
Когато не се извършва измерване (режим на готовност), HFM Eco-Line може да бъде в режим на бездействие или в режим на икономия.
- В режим на бездействие температурите на плочите на HFM се задържат на предварително определени стойности, което позволява бързото стартиране на ново измерване при тези температури на плочите. Чилърът работи и по време на режим на празен ход, като консумацията на енергия е между 0,5 и 1,0 kW.
- В новия икономичен режим контролът на температурата на плочите на HFM и охладителят са изключени. Поради това консумацията на енергия на цялата система в икономичен режим е почти нулева.
Софтуерът на SmartMode предлага дефиниран от потребителя времеви график, както е показано на фигура 3, за активиране на режим на празен ход или на режим Eco. Когато през нощта или през уикенда не се извършват измервания, икономията на енергия в Екорежим е значителна. Трябва да се отбележи, че изключването на охладителя чрез софтуера, както правят уредите Eco-Line в Eco Mode, не беше възможно при по-старите модели на HFM 446 Lambda.
Резюме
Измерванията с HFM 446 Lambda Eco-Line могат да бъдат с до 40% по-бързи в сравнение с по-старите модели на HFM 446. Освен това т.нар. екорежим позволява изключване на охладителя по зададен от потребителя график, когато не се извършва измерване. В зависимост от последователността на измерванията двете подобрения могат да доведат до 100% по-висока ефективност заедно с по-ниска консумация на електрическа енергия. Последното не само съответства на икономии на оперативни разходи и - не на последно място - допринася за намаляване на емисиите наCO2.
Трябва да се отбележи, че по-старите модели, разбира се, могат да бъдат напълно модернизирани до линията Eco. Моля, попитайте местния си търговски представител за надграждане на вашата HFM.