Úvod
HFM 446 Lambda je cenným nástrojem pro zkoumání tepelné vodivosti izolačních materiálů, které se používají například pro tepelnou izolaci budov. Lepší tepelná izolace budov vede ke snížení spotřeby energie na vytápění v zimě a chlazení v létě, a tím v konečném důsledku ke sníženíemisí CO2.
Jako vývojář a výrobce termoanalytických přístrojů bere NETZSCH v úvahu takéCO2 stopu svých měřicích zařízení. Jedním z aspektů je energie potřebná pro provoz zařízení HFM 446 Lambda u zákazníka. Spotřeba energie přístroje HFM 446 Lambda Eco-Line byla ve srovnání se staršími modely výrazně snížena, a to jednak díky kratší době měření, jednak díky energii ušetřené při provozu v takzvaném úsporném režimu. Starší modely lze samozřejmě plně modernizovat na Eco-line.
Spotřeba energie během měření
Tabulka 1 shrnuje spotřebu energie tří přístrojů HFM 446 Lambda (Small, Medium a Large) během typického měření na vláknité desce NIST SRM 1450d v celém teplotním rozsahu přístroje HFM 446. Spotřeba energie byla měřena a zaznamenávána pomocí wattmetru.
Tabulka 1: Průměrná spotřeba energie HFM 446 (měřicí jednotka a chladicí jednotka) během měření na NIST SRM 1450d mezi 80 °C a -10 °C střední teploty vzorku (10 nastavených bodů, ΔT=20 K).
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| Měřicí jednotka [kW] | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| Chladicí jednotka [kW] | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
Celková spotřeba HFM 446 Small je přibližně 0,7 kW a HFM 446 Medium a Large přibližně 1,0 kW. Celkovou roční spotřebu energie lze vypočítat zjištěním spotřeby energie vynásobené dobou měření (viz oddíl níže) a počtem měření.
Kratší doba měření
Jednou z hlavních výhod přístroje HFM 446 Lambda Eco-Line je kratší doba měření než u starších modelů HFM 446, ale při stejné přesnosti výsledků. Zkrácení doby měření je dosaženo zdokonalenou regulací teploty desek, lepší filtrací signálů tepelného toku a propracovanějšími kritérii stability. Kratší doba měření je znázorněna na obrázku 2, který ukazuje srovnání přechodových křivek střední teploty přístroje HFM 446 Lambda Small Eco-Line oproti starším modelům při měření tepelné vodivosti na NIST SRM 1450d mezi středními teplotami vzorku 80 °C a -10 °C (10 nastavených bodů, ΔT=20 K). S verzí Eco-Line trvá celé měření v tomto případě přibližně 370 minut, což je přibližně o 200 minut nebo 35 % rychleji než u starších modelů.
Obecně doba měření samozřejmě závisí na vlastnostech vzorku, podmínkách měření a velikosti přístroje HFM (Small, Medium nebo Large). Tabulka 2 znázorňuje průměrné relativní zkrácení doby měření pro jednotlivé typy přístrojů HFM 446 Eco-Line u některých příkladových vzorků.
Tabulka 2: Průměrné relativní zkrácení doby měření s novým HFM 446 Lambda Eco-Line
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| NIST SRM 1540d | -35% | -21% | -31% |
| IRMM440 | n.a. | -18% | -30% |
| Pyrex se sadou přístrojů | -21% | -34% | n.a. |
| VIP | -26% | -36% | -5% |
| Měrná tepelná kapacita (cp)Tepelná kapacita je fyzikální veličina specifická pro daný materiál, která se určuje jako podíl množství tepla dodaného vzorku a výsledného zvýšení teploty. Měrná tepelná kapacita se vztahuje k jednotkové hmotnosti vzorku.cp: pevné polymery | -27% | -36% | n.a. |
U standardních izolačních materiálů, jako jsou sklovláknité desky 1450d a IRMM440, se úspora času pohybuje mezi 20 a 35 %. U vzorků s vyšší tepelnou vodivostí, jako je borosilikátové sklo Pyrex, nebo u výrobků s velmi nízkou vodivostí, jako jsou vakuové izolační panely (VIP), je měření rychlejší až o třetinu. Při měření měrné tepelné kapacity na pevných polymerech, jako je PE-HD nebo POM-C, může být zkrácení doby měření až 30 %.
Čísla uvedená v tabulce 2 přímo odrážejí energii a náklady, které lze ušetřit při každém z těchto měření HFM.
Přímé srovnání samotných časů měření však není jediným aspektem, který by měl být zohledněn. Například u starších modelů přístroje HFM 446 bylo možné změřit jeden vzorek za pracovní den, protože měření, které mělo 10 nastavených bodů, trvalo v některých případech od rána do večera. Po skončení takového měření již obsluha obvykle není v laboratoři a nemůže vložit další vzorek; nelze tedy zahájit nové měření, kterým by se využily zbývající hodiny dne a noci. S rychlejším přístrojem HFM 446 Eco-Line je pravděpodobné, že stejné měření bude dokončeno již odpoledne a další vzorek bude možné měřit okamžitě. V tomto příkladu lze s přístrojem HFM 446 Eco-Line vyšetřit nejen jeden, ale dva vzorky za den, což vede ke 100% vyšší efektivitě takových komplexních dlouhodobých měření.
Volnoběžný a úsporný režim
Pokud neprobíhá žádné měření (pohotovostní režim), může být HFM Eco-Line buď v režimu nečinnosti, nebo v úsporném režimu.
- V režimu nečinnosti jsou teploty desek HFM udržovány na předem definovaných hodnotách, což umožňuje rychlé zahájení nového měření při těchto teplotách desek. Chladicí jednotka běží i v režimu nečinnosti, přičemž její spotřeba energie se pohybuje mezi 0,5 a 1,0 kW.
- V novém úsporném režimu jsou řízení teploty desek HFM a chladicí jednotka vypnuty. Proto je spotřeba energie celého systému v režimu Eco Mode téměř nulová.
Software SmartMode nabízí uživatelem definovaný časový plán, jak je znázorněno na obrázku 3, pro aktivaci režimu Idle nebo Eco Mode. Pokud přes noc nebo o víkendu neprobíhá žádné měření, jsou úspory energie v režimu Eco Mode značné. Je třeba poznamenat, že vypnutí chladicího zařízení prostřednictvím softwaru, jak to dělají přístroje Eco-Line v režimu Eco Mode, nebylo u starších modelů HFM 446 Lambda možné.
Souhrn
Měření s HFM 446 Lambda Eco-Line může být až o 40 % rychlejší než u starších modelů HFM 446. Takzvaný režim Eco navíc umožňuje vypnutí chladicího zařízení podle časového plánu definovaného uživatelem, pokud neprobíhá žádné měření. V závislosti na sekvencích měření mohou tato dvě vylepšení přinést o 100 % vyšší účinnost spolu s nižší spotřebou elektrické energie. Ta odpovídá nejen úsporám provozních nákladů a - v neposlední řadě - přispívá ke snížení emisíCO2.
Je třeba poznamenat, že starší modely lze samozřejmě plně modernizovat na řadu Eco-line. Požádejte prosím svého místního obchodního zástupce o upgrade vašeho HFM.