Введение
Прибор HFM 446 Lambda является ценным инструментом для исследования теплопроводности изоляционных материалов, которые используются для таких целей, как теплоизоляция зданий. smallЛучшая теплоизоляция зданий приводит к снижению потребления энергии на отопление зимой и охлаждение летом, а значит, и к уменьшению выбросовCO2.
Являясь разработчиком и производителем термоаналитических приборов, NETZSCH также учитываетCO2-след своих измерительных устройств. Одним из аспектов этого является энергия, необходимая для работы HFM 446 Lambda на объекте заказчика. Потребление энергии HFM 446 Lambda Eco-Line значительно снижено по сравнению с более старыми моделями благодаря сокращению времени измерений, с одной стороны, и экономии энергии при работе в так называемом экономичном режиме, с другой стороны. Старые модели, разумеется, могут быть полностью модернизированы до Eco-линии.
Потребление энергии во время измерения
В таблице 1 приведены данные о потребляемой мощности трех приборов HFM 446 Lambda (Small, Medium и Large) во время типичного измерения на ДВП NIST SRM 1450d во всем диапазоне температур HFM 446. Потребляемая мощность измерялась и регистрировалась с помощью ваттметра.
Таблица 1: Средняя потребляемая мощность HFM 446 (измерительный блок и охладитель) во время измерения на NIST SRM 1450d между 80°C и -10°C средней температуры образца (10 заданных точек, ΔT=20 K).
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| Единица измерения [кВт] | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| Чиллер [кВт] | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
Общая потребляемая мощность HFM 446 Small составляет примерно 0,7 кВт, а HFM 446 Medium и Large - примерно по 1,0 кВт. Полное годовое потребление энергии можно рассчитать, найдя потребляемую мощность, умноженную на время измерения (см. раздел ниже) и количество измерений.
Сокращение времени измерения
Одно из главных преимуществ HFM 446 Lambda Eco-Line - меньшее время измерения по сравнению со старыми моделями HFM 446 при той же точности результатов. Сокращение времени измерения достигается благодаря улучшенному контролю температуры пластины, улучшенной фильтрации сигналов теплового потока и более сложным критериям стабильности. Сокращение времени измерения иллюстрирует рисунок 2, на котором показано сравнение кривых переходных средних температур HFM 446 LambdaSmall Eco-Line по сравнению с более старыми моделями во время измерения теплопроводности на NIST SRM 1450d между средними температурами образца 80°C и -10°C (10 заданных точек, ΔT=20 K). В этом случае все измерение с использованием модели Eco-Line занимает около 370 минут, что примерно на 200 минут или 35 % быстрее, чем у старых моделей.
В целом, время измерения, конечно, зависит от свойств образца, условий измерения и размера прибора HFM (Small, Medium или Large). В таблице 2 приведено среднее относительное сокращение времени измерения для каждого типа приборов в линии HFM 446 Eco-Line для некоторых образцов.
Таблица 2: Среднее относительное сокращение времени измерений с новым HFM 446 Lambda Eco-Line
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| NIST SRM 1540d | -35% | -21% | -31% |
| IRMM440 | н.д. | -18% | -30% |
| Пирекс с набором инструментов | -21% | -34% | н.д. |
| VIP | -26% | -36% | -5% |
| Удельная теплоемкость (cp)Теплоемкость - это специфическая для каждого материала физическая величина, определяемая количеством тепла, подведенного к образцу, деленным на полученное повышение температуры. Удельная теплоемкость относится к единице массы образца.cp: твердые полимеры | -27% | -36% | н.д. |
Для стандартных изоляционных материалов, таких как стекловолокнистые плиты 1450d и IRMM440, экономия времени составляет от 20 до 35 %. На образцах с более высокой теплопроводностью, таких как боросиликатное стекло Pyrex, или на изделиях с очень низкой теплопроводностью, таких как вакуумные изоляционные панели (VIP), измерения выполняются быстрее на треть. При измерении удельной теплоемкости твердых полимеров, таких как PE-HD или POM-C, сокращение времени измерения может достигать 30 %.
Цифры, приведенные в таблице 2, напрямую отражают энергию и затраты, которые могут быть сэкономлены при каждом из этих измерений HFM.
Однако прямое сравнение времени измерения - не единственный аспект, который следует учитывать. Например, в старых моделях HFM 446 можно было измерить один образец за рабочий день, потому что измерение с 10 заданными точками длилось в некоторых случаях с утра до вечера. По окончании такого измерения оператор, как правило, уже не находится в лаборатории и не может вставить следующий образец; таким образом, нельзя начать новое измерение, чтобы использовать оставшиеся часы дня и ночи. С более быстрым HFM 446 Eco-Line, скорее всего, то же самое измерение будет закончено уже во второй половине дня, и следующий образец может быть измерен немедленно. В данном примере с помощью HFM 446 Eco-Line можно исследовать не один, а два образца в день, что на 100 % повышает эффективность таких комплексных длительных измерений.
Холостой и экономичный режимы
Когда измерения не проводятся (режим ожидания), HFM Eco-Line может находиться либо в режиме простоя, либо в экономичном режиме.
- В режиме ожидания температура пластин HFM поддерживается на заданных значениях, что позволяет быстро начать новое измерение при этой температуре пластин. В режиме простоя также работает охладитель, потребляя от 0,5 до 1,0 кВт электроэнергии.
- В новом экономичном режиме контроль температуры пластин HFM и охладитель отключены. Таким образом, энергопотребление всей системы в экономичном режиме практически равно нулю.
Программное обеспечение SmartMode предлагает задаваемое пользователем расписание, как показано на рисунке 3, для активации режима Idle или Eco Mode. Если измерения не проводятся ночью или в выходные дни, экономия энергии в экономичном режиме будет значительной. Следует отметить, что отключение чиллера через программное обеспечение, как это делают приборы Eco-Line в экономичном режиме, было невозможно в старых моделях HFM 446 Lambda.
Резюме
Измерения с помощью HFM 446 Lambda Eco-Line могут выполняться на 40 % быстрее, чем с помощью более ранних моделей HFM 446. Кроме того, так называемый экономичный режим позволяет отключать охладитель по заданному пользователем расписанию, когда измерения не проводятся. В зависимости от последовательности измерений эти два усовершенствования могут привести к повышению эффективности на 100 % и снижению потребления электроэнергии. Последнее не только соответствует экономии эксплуатационных расходов, но и, что не менее важно, способствует сокращению выбросовCO2.
Следует отметить, что старые модели, разумеется, могут быть полностью модернизированы в соответствии с линией Eco. Пожалуйста, обратитесь к местному торговому представителю, чтобы узнать о возможности модернизации вашего HFM.