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Économiser de l'énergie et du temps avec le nouveau HFM 446 Lambda Eco-Line

1) Le nouveau HFM 446 Lambda Eco-Line

Introduction

Le HFM 446 Lambda est un outil précieux pour l'étude de la conductivité thermique des matériaux isolants, qui sont utilisés pour des applications telles que l'isolation thermique des bâtiments. Une meilleure isolation thermique des bâtiments permet de réduire la consommation d'énergie pour le chauffage en hiver et la climatisation en été, et donc de réduire l'empreinteCO2.

En tant que développeur et fabricant d'instruments thermoanalytiques, NETZSCH tient également compte de l'empreinteCO2 de ses appareils de mesure. L'énergie nécessaire au fonctionnement d'un HFM 446 Lambda sur le site du client en est un exemple. La consommation d'énergie du HFM 446 Lambda Eco-Line a été considérablement réduite par rapport à celle des anciens modèles grâce à des temps de mesure plus courts d'une part et à l'énergie économisée lors du fonctionnement en mode Eco d'autre part. Les anciens modèles peuvent, bien entendu, être entièrement mis à niveau vers la ligne Eco.

Consommation d'énergie pendant une mesure

Le tableau 1 résume la consommation d'énergie des trois instruments HFM 446 Lambda (Small, Medium et Large) au cours d'une mesure typique sur un panneau de fibres NIST SRM 1450d sur toute la plage de température du HFM 446. La consommation d'énergie a été mesurée et enregistrée à l'aide d'un wattmètre.

Tableau 1 : Consommation électrique moyenne du HFM 446 (unité de mesure et refroidisseur) lors d'une mesure sur le NIST SRM 1450d entre 80°C et -10°C de température moyenne de l'échantillon (10 points de consigne, ΔT=20 K).

SmallMediumLarge
Unité de mesure [kW]0.20.30.2
Refroidisseur [kW]0.50.80.8

La consommation totale du HFM 446 Small est d'environ 0,7 kW et celle des HFM 446 Medium et Large d'environ 1,0 kW chacune. La consommation d'énergie annuelle totale peut être calculée en multipliant la consommation d'énergie par la durée de la mesure (voir section ci-dessous) et le nombre de mesures.

Temps de mesure plus courts

L'un des principaux avantages du HFM 446 Lambda Eco-Line est la réduction des temps de mesure par rapport aux anciens modèles HFM 446, tout en conservant la même précision des résultats. La réduction des temps de mesure est obtenue par un meilleur contrôle de la température de la plaque, un meilleur filtrage des signaux de flux thermique et des critères de stabilité plus sophistiqués. Le temps de mesure plus court est illustré dans la figure 2 qui montre une comparaison des courbes de température moyenne transitoire d'un HFM 446 LambdaSmall Eco-Line par rapport aux anciens modèles lors d'une mesure de conductivité thermique sur le NIST SRM 1450d entre les températures moyennes de l'échantillon de 80°C et -10°C (10 points de consigne, ΔT=20 K). Avec la version Eco-Line, l'ensemble de la mesure prend environ 370 minutes dans ce cas, soit environ 200 minutes ou 35 % plus rapide que les anciens modèles.

2) Courbes de température moyenne transitoire d'un HFM 446 Small Eco-Line par rapport aux modèles plus anciens lors d'une mesure sur NIST SRM 1450d (10 points de consigne, ΔT=20 K).

En général, les temps de mesure dépendent bien sûr des propriétés de l'échantillon, des conditions de mesure et de la taille de l'instrument HFM (Small, Medium ou Large). Le tableau 2 présente la réduction relative moyenne du temps de mesure pour chaque type d'instrument de la gamme HFM 446 Eco-Line pour quelques échantillons exemplaires.

Tableau 2 : Réduction relative moyenne des temps de mesure avec la nouvelle HFM 446 Lambda Eco-Line

SmallMediumLarge
NIST SRM 1540d-35%-21%-31%
IRMM440n.d.-18%-30%
Pyrex avec kit d'instrumentation-21%-34%n.d.
VIP-26%-36%-5%
Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.cp: polymères solides-27%-36%n.d.

Pour les matériaux d'isolation standard tels que les panneaux de fibre de verre 1450d et IRMM440, le gain de temps se situe entre 20 et 35 %. Les mesures sont plus rapides d'un tiers sur les échantillons à conductivité thermique plus élevée, comme le verre borosilicaté Pyrex, ou sur les produits à très faible conductivité, comme les panneaux d'isolation sous vide (VIP). Lors de la mesure de la Capacité thermique spécifique (cp)La capacité thermique est une grandeur physique spécifique au matériau, déterminée par la quantité de chaleur fournie à l'échantillon, divisée par l'augmentation de température qui en résulte. La capacité thermique spécifique est liée à une unité de masse de l'échantillon.capacité thermique spécifique sur des polymères solides comme le PE-HD ou le POM-C, la réduction du temps de mesure peut atteindre 30 %.

Les chiffres indiqués dans le tableau 2 reflètent directement l'énergie et les coûts qui peuvent être économisés pour chacune de ces mesures HFM.

Cependant, la comparaison directe des temps de mesure n'est pas le seul aspect à prendre en compte. Par exemple, avec les anciens modèles du HFM 446, il était possible de mesurer un spécimen par jour ouvrable, car une mesure comportant 10 points de consigne durait dans certains cas du matin au soir. À la fin d'une telle mesure, l'opérateur n'est généralement plus dans le laboratoire et ne peut pas insérer l'échantillon suivant ; il n'est donc pas possible de lancer une nouvelle mesure pour utiliser les heures restantes de la journée et de la nuit. Avec le HFM 446 Eco-Line, plus rapide, il est probable que la même mesure sera déjà terminée dans l'après-midi et que l'échantillon suivant pourra être mesuré immédiatement. Dans cet exemple, le HFM 446 Eco-Line permet d'examiner non pas un, mais deux échantillons par jour, ce qui se traduit par une efficacité accrue de 100 % pour des mesures de longue durée aussi complètes.

Mode ralenti et mode éco

Lorsqu'aucune mesure n'est en cours (mode veille), le HFM Eco-Line peut être en mode veille ou en mode éco.

  • En mode inactif, les températures des plaques HFM sont maintenues à des valeurs prédéfinies, ce qui permet de démarrer rapidement une nouvelle mesure à ces températures. Le refroidisseur fonctionne également en mode inactif, avec une consommation d'énergie comprise entre 0,5 et 1,0 kW.
  • Dans le nouveau mode Eco, la régulation de la température des plaques HFM et le refroidisseur sont désactivés. Par conséquent, la consommation d'énergie de l'ensemble du système en mode Eco est presque nulle.

Le logiciel SmartMode propose un calendrier défini par l'utilisateur, comme le montre la figure 3, pour activer le mode inactif ou le mode éco. Lorsqu'aucune mesure n'est effectuée pendant la nuit ou le week-end, les économies d'énergie en mode Eco sont significatives. Il convient de noter que l'arrêt du refroidisseur via le logiciel, comme le font les instruments Eco-Line en mode Eco, n'était pas possible avec les anciens modèles du HFM 446 Lambda.

3) Programme horaire pour les modes Idle et Eco (capture d'écran du logiciel SmartMode )

Résumé

Les mesures effectuées avec le HFM 446 Lambda Eco-Line peuvent être jusqu'à 40 % plus rapides que celles effectuées avec les anciens modèles du HFM 446. En outre, le mode Eco permet d'éteindre le refroidisseur selon un calendrier défini par l'utilisateur lorsqu'aucune mesure n'est en cours. En fonction des séquences de mesure, ces deux améliorations peuvent se traduire par une efficacité accrue de 100 % et une consommation d'énergie électrique réduite. Cette dernière ne correspond pas seulement à des économies en termes de coûts opérationnels, mais contribue également à une réduction des émissions deCO2.

Il convient de noter que les modèles plus anciens peuvent, bien entendu, être entièrement mis à niveau vers la ligne Eco. Demandez à votre représentant local de mettre à niveau votre HFM.