Inledning
HFM 446 Lambda är ett värdefullt verktyg för undersökning av värmeledningsförmågan hos isoleringsmaterial, som används för bland annat värmeisolering av byggnader. Bättre värmeisolering av byggnader leder till lägre energiförbrukning för uppvärmning på vintern och kylning på sommaren, och därmed i slutändan till ett mindreCO2-fotavtryck.
Som utvecklare och tillverkare av termoanalytiska instrument tar NETZSCH också hänsyn tillCO2-fotavtrycket från sina mätinstrument. En aspekt av detta är den energi som krävs för driften av en HFM 446 Lambda hos kunden. Energiförbrukningen för HFM 446 Lambda Eco-Line har minskat betydligt jämfört med äldre modeller tack vare kortare mättider å ena sidan och energibesparing under drift i det så kallade Eco-läget å andra sidan. Äldre modeller kan naturligtvis uppgraderas helt till Eco-line.
Energiförbrukning under en mätning
I tabell 1 sammanfattas strömförbrukningen för de tre HFM 446 Lambda -instrumenten (Small, Medium och Large) under en typisk mätning på en NIST SRM 1450d fiberboard över hela temperaturområdet för HFM 446. Strömförbrukningen mättes och registrerades med hjälp av en wattmeter.
Tabell 1: Genomsnittlig strömförbrukning för HFM 446 (mätenhet och kylare) under en mätning på NIST SRM 1450d mellan 80°C och -10°C medeltemperatur för provet (10 börvärden, ΔT=20 K).
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| Mätenhet [kW] | 0.2 | 0.3 | 0.2 |
| Kylare [kW] | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
Den totala energiförbrukningen för HFM 446 Small är ca 0,7 kW och för HFM 446 Medium och Large ca 1,0 kW vardera. Den totala årliga energiförbrukningen kan beräknas genom att ta fram effektförbrukningen multiplicerad med mättiden (se avsnittet nedan) och antalet mätningar.
Kortare mättider
En av de främsta fördelarna med HFM 446 Lambda Eco-Line är kortare mättider än äldre HFM 446-modeller, men med samma noggrannhet i resultaten. Förkortningen av mättiderna uppnås genom förbättrad temperaturkontroll av plattan, förbättrad filtrering av värmeflödessignalerna och mer sofistikerade stabilitetskriterier. Den kortare mättiden illustreras i figur 2 som visar en jämförelse av de transienta medeltemperaturkurvorna för en HFM 446 Lambda Small Eco-Line jämfört med äldre modeller under en mätning av värmeledningsförmågan på NIST SRM 1450d mellan medelprovtemperaturerna 80°C och -10°C (10 börvärden, ΔT=20 K). Med Eco-Line-versionen tar hela mätningen cirka 370 minuter i det här fallet, vilket är cirka 200 minuter eller 35% snabbare än de äldre modellerna.
I allmänhet beror mättiderna naturligtvis på provets egenskaper, mätförhållandena och storleken på HFM-instrumentet (Small, Medium eller Large). Tabell 2 visar den genomsnittliga relativa minskningen av mättiden för varje instrumenttyp i HFM 446 Eco-Line för några exemplariska prover.
Tabell 2: Genomsnittlig relativ minskning av mättiderna med den nya HFM 446 Lambda Eco-Line
| Small | Medium | Large | |
|---|---|---|---|
| NIST SRM 1540d | -35% | -21% | -31% |
| IRMM440 | ingen uppgift | -18% | -30% |
| Pyrex med instrumenteringssats | -21% | -34% | i.u. |
| VIP | -26% | -36% | -5% |
| Specifik värmekapacitet (cp)Värmekapacitet är en materialspecifik fysikalisk storhet som bestäms av den värmemängd som tillförs provkroppen, dividerat med den resulterande temperaturökningen. Den specifika värmekapaciteten är relaterad till en massa-enhet av provkroppen.cp: fasta polymerer | -27% | -36% | i.u. |
För standardisoleringsmaterial som 1450d och IRMM440 glasfiberskivor är tidsbesparingen mellan 20 och 35%. Mätningarna går upp till en tredjedel snabbare på provkroppar med högre Termisk konduktivitetVärmekonduktivitet (λ med enheten W/(m-K)) beskriver transporten av energi - i form av värme - genom en masskropp som ett resultat av en temperaturgradient (se fig. 1). Enligt termodynamikens andra huvudsats strömmar värme alltid i riktning mot den lägre temperaturen.värmeledningsförmåga, t.ex. Pyrex borosilikatglas, eller på produkter med mycket låg ledningsförmåga, t.ex. vakuumisoleringspaneler (VIP). Vid mätning av den specifika värmekapaciteten på fasta polymerer som PE-HD eller POM-C kan mättiden minskas med upp till 30%.
Siffrorna i tabell 2 återspeglar direkt den energi och de kostnader som kan sparas för var och en av dessa HFM-mätningar.
En direkt jämförelse av själva mättiderna är dock inte den enda aspekt som bör beaktas. Med äldre modeller av HFM 446 var det t.ex. möjligt att mäta ett prov per arbetsdag eftersom en mätning med 10 börvärden i vissa fall varade från morgon till kväll. I slutet av en sådan mätning är operatören vanligtvis inte längre i laboratoriet och kan inte sätta in nästa prov. Således kan en ny mätning för att utnyttja de återstående timmarna på dagen och natten inte startas. Med den snabbare HFM 446 Eco-Line är det troligt att samma mätning redan är klar på eftermiddagen och att nästa prov kan mätas omedelbart. I det här exemplet kan inte bara en, utan två provkroppar undersökas med HFM 446 Eco-Line per dag, vilket ger en 100% högre effektivitet för sådana omfattande långtidsmätningar.
Tomgångsläge och Eco-läge
När ingen mätning pågår (standby-läge) kan HFM Eco-Line antingen vara i Idle- eller Eco-läge.
- I Idle Mode hålls HFM-plattans temperaturer på fördefinierade värden, vilket gör det möjligt att snabbt starta en ny mätning vid dessa platttemperaturer. Kylaren är också igång under Idle-läget, med en effektförbrukning på mellan 0,5 och 1,0 kW.
- I det nya Eco-läget är HFM-plattans temperaturreglering och kylaren avstängda. Därför är energiförbrukningen för hela systemet i Eco Mode nästan noll.
Programvaran SmartMode erbjuder ett användardefinierat tidsschema (se figur 3) för att aktivera antingen Idle- eller Eco-läget. När ingen mätning körs under natten eller helgen är energibesparingarna i Eco Mode betydande. Det bör noteras att det inte var möjligt att stänga av kylaggregatet via programvaran, som Eco-Line-instrumenten gör i Eco Mode, med äldre modeller av HFM 446 Lambda.
Sammanfattning
Mätningar med HFM 446 Lambda Eco-Line kan vara upp till 40% snabbare än med äldre modeller av HFM 446. Dessutom gör det så kallade Eco-läget det möjligt att stänga av kylaggregatet enligt ett användardefinierat tidsschema när ingen mätning pågår. Beroende på mätsekvenserna kan de två förbättringarna resultera i en 100% högre effektivitet tillsammans med lägre elektrisk energiförbrukning. Det senare motsvarar inte bara besparingar i driftskostnader utan bidrar också till minskadeCO2-utsläpp.
Det bör noteras att äldre modeller naturligtvis kan uppgraderas helt till Eco-line. Fråga din lokala försäljningsrepresentant om en uppgradering av din HFM.