Introduktion
HFM 446 Lambda er et værdifuldt værktøj til undersøgelse af varmeledningsevnen i isoleringsmaterialer, som bruges til f.eks. varmeisolering af bygninger. Bedre varmeisolering af bygninger fører til lavere energiforbrug til opvarmning om vinteren og afkøling om sommeren og dermed i sidste ende til et mindreCO2-fodaftryk.
Som udvikler og producent af termoanalytiske instrumenter tager NETZSCH også hensyn tilCO2-fodaftrykket fra sine måleinstrumenter. Et aspekt af dette er den energi, der kræves til driften af en HFM 446 Lambda hos kunden. Energiforbruget for HFM 446 Lambda Eco-Line er blevet reduceret betydeligt i forhold til ældre modeller takket være kortere måletider på den ene side og energibesparelser under drift i den såkaldte Eco Mode på den anden side. Ældre modeller kan naturligvis opgraderes fuldt ud til Eco-line.
Energiforbrug under en måling
Tabel 1 opsummerer strømforbruget for de tre HFM 446 Lambda instrumenter (Small, Medium og Large) under en typisk måling på en NIST SRM 1450d fiberplade over hele HFM 446's temperaturområde. Strømforbruget blev målt og registreret ved hjælp af et wattmeter.
Tabel 1: Gennemsnitligt strømforbrug for HFM 446 (måleenhed og køler) under en måling på NIST SRM 1450d mellem 80 °C og -10 °C gennemsnitlig prøvetemperatur (10 sætpunkter, ΔT=20 K).
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| Måleenhed [kW] | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| Køler [kW] | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
Det samlede strømforbrug for HFM 446 Small er ca. 0,7 kW og for HFM 446 Medium og Large ca. 1,0 kW hver. Hele det årlige energiforbrug kan beregnes ved at finde strømforbruget ganget med måletiden (se afsnit nedenfor) og antallet af målinger.
Kortere måletider
En af hovedfordelene ved HFM 446 Lambda Eco-Line er kortere måletider end ældre HFM 446-modeller, men med samme nøjagtighed i resultaterne. Reduktion af måletiden opnås ved forbedret styring af pladetemperaturen, forbedret filtrering af varmefluxsignalerne og mere sofistikerede stabilitetskriterier. Den kortere måletid er illustreret i figur 2, som viser en sammenligning af de transiente middeltemperaturkurver for en HFM 446 Lambda Small Eco-Line vs. ældre modeller under en måling af Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne på NIST SRM 1450d mellem gennemsnitlige prøvetemperaturer på 80°C og -10°C (10 sætpunkter, ΔT=20 K). Med Eco-Line-versionen tager hele målingen ca. 370 minutter i dette tilfælde, hvilket er ca. 200 minutter eller 35 % hurtigere end de ældre modeller.
Generelt afhænger måletiderne naturligvis af prøvens egenskaber, målebetingelserne og størrelsen på HFM-instrumentet (Small, Medium eller Large). Tabel 2 viser den gennemsnitlige relative reduktion i måletiden for hver instrumenttype i HFM 446 Eco-Line for nogle eksemplariske prøver.
Tabel 2: Gennemsnitlig relativ reduktion i måletider med den nye HFM 446 Lambda Eco-Line
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| NIST SRM 1540d | -35% | -21% | -31% |
| IRMM440 | n.a. | -18% | -30% |
| Pyrex med instrumenteringssæt | -21% | -34% | n.a. |
| VIP | -26% | -36% | -5% |
| Specifik varmekapacitet (cp)Varmekapacitet er en materialespecifik fysisk størrelse, der bestemmes af den mængde varme, der tilføres prøven, divideret med den resulterende temperaturstigning. Den specifikke varmekapacitet er relateret til en masseenhed af prøven.cp: faste polymerer | -27% | -36% | n.a. |
For standardisoleringsmaterialer som 1450d og IRMM440 glasfiberplader er tidsbesparelsen på mellem 20 og 35 %. Målingerne er op til en tredjedel hurtigere på prøver med højere Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne, f.eks. Pyrex-borsilikatglas, eller på produkter med meget lav ledningsevne, f.eks. vakuumisoleringspaneler (VIP). Når man måler den specifikke varmekapacitet på faste polymerer som PE-HD eller POM-C, kan reduktionen i måletiden være op til 30 %.
Tallene i tabel 2 afspejler direkte den energi og de omkostninger, der kan spares ved hver af disse HFM-målinger.
En direkte sammenligning af selve måletiderne er dog ikke det eneste aspekt, der bør overvejes. Med ældre modeller af HFM 446 var det f.eks. muligt at måle én prøve pr. arbejdsdag, fordi en måling med 10 sætpunkter i nogle tilfælde varede fra morgen til aften. Ved afslutningen af en sådan måling er operatøren normalt ikke længere i laboratoriet og kan ikke indsætte den næste prøve; derfor kan der ikke startes en ny måling for at udnytte de resterende timer af dagen og natten. Med den hurtigere HFM 446 Eco-Line er det sandsynligt, at den samme måling allerede er færdig om eftermiddagen, og at den næste prøve kan måles med det samme. I dette eksempel kan ikke kun én, men to prøver undersøges med HFM 446 Eco-Line pr. dag, hvilket giver en 100 % højere effektivitet for så omfattende langtidsmålinger.
Tomgangs- og Eco-tilstand
Når der ikke er nogen måling i gang (standby-tilstand), kan HFM Eco-Line enten være i Idle- eller Eco-tilstand.
- I Idle Mode holdes HFM-pladetemperaturerne på foruddefinerede værdier, hvilket gør det muligt hurtigt at starte en ny måling ved disse pladetemperaturer. Køleren kører også i Idle Mode med et strømforbrug på mellem 0,5 og 1,0 kW.
- I den nye Eco Mode er HFM-pladetemperaturkontrollen og køleren slukket. Derfor er hele systemets energiforbrug i Eco Mode næsten nul.
Softwaren SmartMode tilbyder et brugerdefineret tidsskema som vist i figur 3 for at aktivere enten Idle eller Eco Mode. Når ingen målinger kører om natten eller i weekenden, er energibesparelserne i Eco Mode betydelige. Det skal bemærkes, at det ikke var muligt at slukke for køleren via softwaren, som Eco-Line-instrumenterne gør i Eco Mode, med ældre modeller af HFM 446 Lambda.
Sammenfatning
Målinger med HFM 446 Lambda Eco-Line kan være op til 40 % hurtigere end ældre modeller af HFM 446. Derudover giver den såkaldte Eco Mode mulighed for at slukke for køleren i henhold til en brugerdefineret tidsplan, når der ikke er nogen måling i gang. Afhængigt af målesekvenserne kan de to forbedringer resultere i en 100 % højere effektivitet sammen med et lavere elektrisk energiforbrug. Sidstnævnte svarer ikke kun til besparelser i driftsomkostningerne og - sidst men ikke mindst - bidrager til en reduktion afCO2-udledningen.
Det skal bemærkes, at ældre modeller naturligvis kan opgraderes fuldt ud til Eco-linjen. Spørg din lokale salgsrepræsentant om en opgradering af din HFM.