Bevezetés
A vákuumszigetelő panelek (VIP) nagy teljesítményű szigetelőanyagok, amelyeket számos alkalmazásban használnak. Jellemzőjük, hogy minimális anyagvastagság mellett is kiváló szigetelési tulajdonságokkal rendelkeznek, így ideális megoldást jelentenek a korlátozott helyigényű területeken. A NETZSCH kínálja a HFM 706 LambdaLarge (lásd az 1. ábrát), a VIP anyagok Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességének meghatározására szolgáló mérőrendszert.
Ez az alkalmazási megjegyzés tárgyalja a VIP anyagok felépítését és alkalmazását, a méréssel járó kihívásokat, valamint a HFM 706 LambdaLarge segítségével referencia- és VIP-mintákon kapott eredményeket.
A vákuumszigetelés felépítése és működési módjaPanelek
A VIP több kulcsfontosságú összetevőből áll, amelyek együttesen garantálják kiváló szigetelő tulajdonságait. A VIP-ek kiváló szigetelési teljesítménye a vákuum és a speciális maganyag kombinációján alapul. A maganyag alkotja a VIP tartószerkezetét, és általában nyomásálló, porózus anyagokból, például füstölt szilícium-dioxidból, üvegszálakból vagy PU-habból áll. Ez az anyag csökkenti a hővezetést a panel belsejében. A maganyagot légmentes burkolatba zárják vákuum alatt. A levegőmolekulák eltávolítása gyakorlatilag kiküszöböli a konvekciós hőátadást.
A vákuumzárást egy többrétegű, jellemzően fém- és polimerrétegekből álló zárófólia biztosítja. Ez a fólia védi a vákuumot, és megakadályozza a levegő vagy a nedvesség bejutását. A gátlófilm az infravörös sugárzást is visszaveri, ezáltal korlátozva a sugárzás útján történő hőátadást. További műanyag vagy alumínium védőrétegek teszik a VIP-eket ellenállóvá a mechanikai sérülésekkel szemben. Ezeknek a tulajdonságoknak köszönhetően a VIP-ek akár tízszer nagyobb szigetelési hatékonyságot nyújtanak, mint az azonos vastagságú hagyományos szigetelőanyagok.
A VIP-ek alkalmazása
A VIP-eket számos olyan iparágban használják, ahol nagy hatékonyságú szigetelésre van szükség zárt terekben. Falakban, tetőkben és padlókban használják őket, különösen passzívházakban vagy felújítási projektekben, hogy vastag anyagok nélkül érjenek el magas szigetelési értékeket.
Hűtőszekrényekben és fagyasztókban a VIP-ek segítenek csökkenteni az energiafogyasztást és növelik a tárolókapacitást. A hőmérséklet-érzékeny árukat, például gyógyszereket és élelmiszereket szállító konténerek és csomagolások szigetelésére használják. Nagy hatékonyságuk és kis súlyuk miatt a VIP-eket az űrtechnológiában is használják.
A VIP-eket elektromos járművekben az akkumulátorok HőstabilitásEgy anyag hőstabil, ha a hőmérséklet hatására nem bomlik el. Egy anyag hőstabilitásának meghatározására a TGA (termogravimetriás analizátor) egyik módja. hőstabilitásának javítására és a belső klímavezérlés javítására használják.
VIP anyagok hővezető képességének mérése
Egy anyag hővezető képessége (λ-érték) döntő tényező a hőteljesítmény értékelésében. A VIP-k egyedi szerkezete és működési elve miatt azonban a hagyományos mérési módszerek gyakran nem alkalmazhatók közvetlenül. Ezért a hőáramlásmérő technológia (HFM) vált a VIP-ek Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességének mérésére szolgáló bevett módszerré.
Kihívások a mérésben
Idővel a gátlófilm átengedheti a gázt, ami gyengíti a vákuumot és növeli a hővezető képességet. Ezért hosszú távú méréseket kell végezni. A hővezetőképesség-mérési eredmények azonban nem biztos, hogy reprodukálhatók.
A VIP széleinek hőtani tulajdonságai eltérhetnek a főfelületétől, ami befolyásolja a mérés pontosságát. A maganyag vagy a zárófólia legkisebb szabálytalansága is torzíthatja a mérést.
Különleges szigetelő tulajdonságaik miatt a VIP-ek az alsó tartományban sok mérőrendszer kimutatási határán kívül vannak. Ez különleges követelményeket támaszt az érzékenységgel és a rendszer stabilitásával szemben.
A VIP-minták általában nem vághatók úgy, hogy illeszkedjenek a mérőeszközbe. Ezért szükséges, hogy az eredeti mintán is lehessen méréseket végezni.
HFM 706 LambdaLarge
Ez az új elektronika és firmware, amelyet már az Eco-Line-ban is bevezettek, jelentős előnyöket kínál a mérési sebesség és pontosság tekintetében a VIP anyagok mérésekor. A HFM 706 LambdaLarge modell egy csuklós hátsó ajtóval is kiegészült. . A vizsgálatokat referencia- és VIP-mintákon végezték.
Nyitott hátsó ajtóval most már nemcsak az öregedés, hanem az élveszteségek és az inhomogenitások hatásai is vizsgálhatók a nem négyzet alakú mintákban, különösen a VIP-minták esetében. E célból az első és/vagy hátsó ajtó a mérés során nyitva hagyható. A referenciamintákon végzett összehasonlító mérések azt mutatták, hogy a nyitott ajtók nem okoznak további mérési hibákat a szobahőmérséklet körüli tartományban.
A 2. és 3. ábra a NIST SRM 1450d referenciamintán végzett mérések irodalmi értékektől való eltéréseit mutatja, zárt vagy nyitott első ajtóval (referencia-mérés minden esetben zárt ajtóval). Mindkét esetben az irodalmi értéktől való maximális eltérés 10°C és 60°C között kevesebb, mint 1%.
Ha az első és a hátsó ajtó egyaránt nyitva van, az eltérés szintén kevesebb, mint 1% (lásd a 3. ábrát).
A nyitott ajtóknak a mérési bizonytalanságra gyakorolt hatását különböző vastagságú, 1200 mm hosszú és 600 mm széles "hosszú" EPS-mintákkal is vizsgálták. Mivel ezek homogén referenciaminták, a mért értéknek függetlennek kell lennie a minta hossztengelye mentén a mérési helyzettől.
A 4. ábra a referenciaértéktől való eltéréseket mutatja 10°C és 30°C között 40 mm vastagságú EPS-minták esetében. Az eltérések kevesebb, mint 2%-osak, a minta elülső részén kissé magasabb értékek figyelhetők meg. A 4. ábra továbbá a 30 mm vastagságú EPS esetében mutatja az eltéréseket három különböző helyzetben, 10°C-on. Ismét kissé nagyobb eltérések figyelhetők meg az elülső és a hátsó mérési pozíciókban, mint a minta közepén, körülbelül 0,5%-os eltéréssel. Az elülső és hátsó pozíciók esetében körülbelül 0,8%-os eltérést állapítottak meg.
A VIP-eken végzett mérések szintén egyszerűek a HFM 706 LambdaLarge . A stabil mérési jelek, az érzékeny szenzortechnika és az alacsony zajszintű jelek előfeltételei a nagy mérési pontosság és megismételhetőség elérésének. Az 5. ábra egy extra hosszú VIP-minta mérési eredményeit mutatja.
Amikor a VIP minta átlaghőmérséklete 10°C-ról 40°C-ra nő, a hővezető képessége kb. 12%-kal, 0,00457 W/(m-K) értékről 0,00514 W/(m-K) értékre nő. Következésképpen a VIP szigetelő hatása akár 12%-kal romlik, ha az épület homlokzatának külső hőmérséklete például 10°C alatti értékről 30°C fölé emelkedik. Ez az információ fontos a VIP-ek gyártói és felhasználói számára, és jelentős a termékfejlesztés és a minőségellenőrzés szempontjából.
Az 5. ábra emellett a mérések kiváló megismételhetőségét és az eredmények nagy felbontását mutatja. Minden hőmérsékleten három egyedi mérést végeztek, és az egyedi értékek közötti maximális eltérés kevesebb mint 1% volt. Az értékek csak az ötödik tizedesjegyben térnek el egymástól (0,00471, 0,00472 és
0.00474 W/(m-K) 20°C-on), és a hővezető képességnek a hőmérséklet függvényében várható exponenciális tendenciája is jól látható. Ez bizonyítja a HFM 706 LambdaLarge nagy felbontóképességét és a VIP-mérések kiváló megismételhetőségét. A VIP-en belüli legkisebb változások, például az öregedés okozta szerkezeti változások vagy a vákuumveszteség a barrierfilm mikrorepedésein keresztül bármikor gyorsan és megbízhatóan kimutathatók.
Összefoglaló
A vákuumszigetelő panelek csúcstechnológiát jelentenek a nagy szigetelési hatékonyságot igénylő alkalmazásokban. A költségekkel és a tartóssággal kapcsolatos kihívások ellenére a VIP-ek jelentős előnyöket kínálnak az energiahatékonyság és a helytakarékosság tekintetében. A technológia fejlődésével és a kereslet növekedésével a VIP-ek várhatóan egyre fontosabb szerepet játszanak majd a különböző ipari területeken. A NETZSCH kínálja a HFM 706 LambdaLarge , a VIP-anyagok Hővezető képességA hővezető képesség (λ, mértékegysége W/(m-K)) az energia - hő formájában történő - szállítását írja le egy tömegtestben a hőmérséklet-gradiens hatására (lásd az 1. ábrát). A termodinamika második törvénye szerint a hő mindig az alacsonyabb hőmérséklet irányába áramlik.hővezető képességének mérésére szolgáló megbízható rendszert. A műszer technológiájában és kialakításában rejlő hatékony intézkedések megoldják a mérés során a minta tulajdonságai által támasztott kihívásokat.