Wprowadzenie
HFM 446 Lambda jest cennym narzędziem do badania przewodności cieplnej materiałów izolacyjnych, które są wykorzystywane do takich zastosowań jak izolacja termiczna budynków. smallLepsza izolacja termiczna budynków prowadzi do niższego zużycia energii na ogrzewanie zimą i chłodzenie latem, a tym samym do zmniejszenia emisjiCO2.
Jako deweloper i producent instrumentów termoanalitycznych, NETZSCH również bierze pod uwagę śladCO2 swoich urządzeń pomiarowych. Jednym z aspektów jest energia wymagana do działania HFM 446 Lambda w zakładzie klienta. Zużycie energii przez HFM 446 Lambda Eco-Line zostało znacznie zmniejszone w porównaniu ze starszymi modelami dzięki krótszym czasom pomiaru z jednej strony i oszczędności energii podczas pracy w tak zwanym trybie Eco z drugiej. Starsze modele można oczywiście w pełni zmodernizować do linii Eco.
Zużycie energii podczas pomiaru
Tabela 1 podsumowuje zużycie energii przez trzy urządzenia HFM 446 Lambda (Small, Medium i Large) podczas typowego pomiaru na płycie pilśniowej NIST SRM 1450d w całym zakresie temperatur HFM 446. Zużycie energii zostało zmierzone i zarejestrowane za pomocą watomierza.
Tabela 1: Średnie zużycie energii przez HFM 446 (jednostka pomiarowa i agregat chłodniczy) podczas pomiaru na NIST SRM 1450d w zakresie od 80°C do -10°C średniej temperatury próbki (10 punktów nastawy, ΔT=20 K).
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| Jednostka pomiarowa [kW] | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| Agregat chłodniczy [kW] | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
Całkowite zużycie energii przez HFM 446 Small wynosi około 0,7 kW, a przez HFM 446 Medium i Large około 1,0 kW każdy. Całkowite roczne zużycie energii można obliczyć, obliczając pobór mocy pomnożony przez czas pomiaru (patrz sekcja poniżej) i liczbę pomiarów.
Krótsze czasy pomiaru
Jedną z głównych zalet HFM 446 Lambda Eco-Line jest krótszy czas pomiaru niż w starszych modelach HFM 446, przy zachowaniu tej samej dokładności wyników. Skrócenie czasu pomiaru osiągnięto dzięki ulepszonej kontroli temperatury płyty, ulepszonemu filtrowaniu sygnałów strumienia ciepła i bardziej wyrafinowanym kryteriom stabilności. Krótszy czas pomiaru jest zilustrowany na rysunku 2, który pokazuje porównanie krzywych przejściowych średniej temperatury HFM 446 Lambda Small Eco-Line ze starszymi modelami podczas pomiaru przewodności cieplnej na NIST SRM 1450d między średnimi temperaturami próbki 80°C i -10°C (10 punktów nastawy, ΔT=20 K). W przypadku wersji Eco-Line cały pomiar trwa w tym przypadku około 370 minut, czyli około 200 minut lub 35% szybciej niż w przypadku starszych modeli.
Ogólnie rzecz biorąc, czas pomiaru zależy oczywiście od właściwości próbki, warunków pomiaru i wielkości urządzenia HFM (Small, Medium lub Large). Tabela 2 przedstawia średnie względne skrócenie czasu pomiaru dla każdego typu urządzenia w linii HFM 446 Eco-Line dla niektórych przykładowych próbek.
Tabela 2: Średnie względne skrócenie czasu pomiaru dzięki nowej linii HFM 446 Lambda Eco-Line
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| NIST SRM 1540d | -35% | -21% | -31% |
| IRMM440 | b.d. | -18% | -30% |
| Pyrex z zestawem oprzyrządowania | -21% | -34% | b.d. |
| VIP | -26% | -36% | -5% |
| Pojemność cieplna właściwa (cp)Pojemność cieplna jest wielkością fizyczną specyficzną dla materiału, określoną przez ilość ciepła dostarczonego do próbki, podzieloną przez wynikający z tego wzrost temperatury. Pojemność cieplna właściwa jest związana z jednostką masy próbki.cp: polimery stałe | -27% | -36% | b.d. |
W przypadku standardowych materiałów izolacyjnych, takich jak płyty z włókna szklanego 1450d i IRMM440, oszczędność czasu wynosi od 20 do 35%. Pomiary są szybsze nawet o jedną trzecią w przypadku próbek o wyższej przewodności cieplnej, takich jak szkło borokrzemianowe Pyrex, lub produktów o bardzo niskiej przewodności, takich jak próżniowe panele izolacyjne (VIP). W przypadku pomiaru pojemności cieplnej właściwej stałych polimerów, takich jak PE-HD lub POM-C, skrócenie czasu pomiaru może wynosić do 30%.
Liczby przedstawione w tabeli 2 bezpośrednio odzwierciedlają energię i koszty, które można zaoszczędzić dla każdego z tych pomiarów HFM.
Jednak bezpośrednie porównanie samych czasów pomiaru nie jest jedynym aspektem, który należy wziąć pod uwagę. Na przykład, w starszych modelach HFM 446, możliwe było zmierzenie jednej próbki na dzień roboczy, ponieważ pomiar z 10 punktami nastawy trwał w niektórych przypadkach od rana do wieczora. Po zakończeniu takiego pomiaru operator zwykle nie jest już w laboratorium i nie może wstawić następnej próbki; w związku z tym nie można rozpocząć nowego pomiaru, aby wykorzystać pozostałe godziny dnia i nocy. W przypadku szybszej linii HFM 446 Eco-Line jest prawdopodobne, że ten sam pomiar zostanie zakończony już po południu i następna próbka może zostać zmierzona natychmiast. W tym przykładzie, za pomocą HFM 446 Eco-Line można zbadać nie tylko jedną, ale dwie próbki dziennie, co prowadzi do 100% wyższej wydajności w przypadku tak kompleksowych, długotrwałych pomiarów.
Tryb bezczynności i tryb Eco
Gdy nie jest wykonywany żaden pomiar (tryb gotowości), HFM Eco-Line może pracować w trybie bezczynności lub Eco.
- W trybie bezczynności temperatury płyt HFM są utrzymywane na wstępnie zdefiniowanych wartościach, co pozwala na szybkie rozpoczęcie nowego pomiaru przy tych temperaturach płyt. Agregat chłodniczy działa również w trybie bezczynności, przy poborze mocy od 0,5 do 1,0 kW.
- W nowym trybie Eco, kontrola temperatury płyt HFM i agregat chłodniczy są wyłączone. Dlatego zużycie energii przez cały system w trybie Eco jest prawie zerowe.
Oprogramowanie SmartMode oferuje zdefiniowany przez użytkownika harmonogram czasowy, jak pokazano na rysunku 3, aby aktywować tryb bezczynności lub tryb Eco. Gdy żaden pomiar nie jest wykonywany w nocy lub podczas weekendu, oszczędność energii w trybie Eco jest znacząca. Należy zauważyć, że wyłączenie agregatu chłodniczego za pomocą oprogramowania, tak jak robią to urządzenia Eco-Line w trybie Eco, nie było możliwe w starszych modelach HFM 446 Lambda.
Podsumowanie
Pomiary za pomocą HFM 446 Lambda Eco-Line mogą być nawet o 40% szybsze niż w przypadku starszych modeli HFM 446. Ponadto tak zwany tryb Eco umożliwia wyłączenie agregatu chłodniczego zgodnie z harmonogramem zdefiniowanym przez użytkownika, gdy nie jest wykonywany żaden pomiar. W zależności od sekwencji pomiarowych, te dwa ulepszenia mogą skutkować 100% wyższą wydajnością przy niższym zużyciu energii elektrycznej. To ostatnie przekłada się nie tylko na oszczędności w kosztach operacyjnych, ale także - co nie mniej ważne - przyczynia się do redukcji emisjiCO2.
Należy zauważyć, że starsze modele można oczywiście w pełni zmodernizować do linii Eco. W tym celu należy zwrócić się do lokalnego przedstawiciela handlowego.