Stanowisko_do_badań_załącznik _1

Centralny Ośrodek Chłodnictwa COCH w Krakowie Sp. z o.o.
30-133 Kraków
ul. Juliusza Lea 116
Laboratorium Urządzeń Chłodniczych
e-mail: [email protected]
tel. 12 637 09 33 wew. 203, 161, 160
www.coch.pl
1
Stanowisko do badania oporu cieplnego
próbek przegród budowlanych
metodą skrzynki grzejnej z użyciem ciepłomierza
Kraków, czerwiec 2012
Ośrodek Informacji Naukowo-Technicznej
i Normalizacyjnej
tel. (12) 637 09 33
e-mail: [email protected]
1. Założenia
Budowa dzielonej komory kalorymetrycznej stanowiącej podstawowy zespół stanowiska
opiera się na następujących normach określających metody badań:
PN-EN ISO 1934: 1999 Właściwości cieplne budynków. Określanie oporu cieplnego
metodą skrzynki grzejnej z użyciem ciepłomierza. Mury
W normie ustalono zasady i kryteria, które powinny być dotrzymane podczas określania
laboratoryjnych właściwości przejmowania ciepła dla ścian murowanych przy użyciu
skrzynki grzejnej i ciepłomierza.
Opisano także aparaturę , technikę pomiarową i niezbędne dane.
W założeniach uwzględniono również normy:
PN-EN ISO 6946: 2008 Komponenty budowlane i elementy budynku. Opór cieplny
i współczynnik przenikania ciepła. Metoda obliczania
PN-EN ISO 7345: 1998 Izolacja cieplna. Wielkości fizyczne i definicje
PN-EN ISO 8990: 1998 Izolacja
cieplna.
Określanie
właściwości
związanych
z przenikaniem ciepła w stanie ustalonym. Metoda osłoniętej
i kalibrowanej skrzynki grzejnej
PN-ISO 8301: 1998 Izolacja cieplna. Określanie oporu cieplnego i właściwości z nim
związanych w stanie ustalonym. Aparat płytowy z czujnikami
gęstości strumienia cieplnego
PN-ISO 8302: 1999 Izolacja cieplna. Określanie oporu cieplnego i właściwości z nim
związanych w stanie ustalonym. Aparat płytowy z osłoniętą płytą
grzejną
ISO 9869: 1994
Thermal insulation. Building elements. In- situ measurement of
thermal resistance and thermal transmittance
2
2. Przedmiot badań
Przedmiotem badań są próbki badawcze, maksymalnie średnio niejednorodne, ścian
murowanych o grubościach od 200mm do 500mm.
Średnio niejednorodna próbka: Próbka, która, gdy jest badana, spełnia ujednolicone
kryteria temperatury zgodnie z
PN-EN ISO 1934: 1999 p. 5.3.2.
3. Zasady badań i działania komory badawczej
3.1. Metoda badań
Badania przeprowadza się metodą skrzynki grzejnej z użyciem ciepłomierza. Polega ona
na umieszczeniu badanej próbki pomiędzy dwoma komorami, ciepłą i zimną, w których
utrzymuje się określone temperatury powietrza, co wymusza przepływ ciepła przez
próbkę pod działaniem różnicy temperatur. Równocześnie, przy użyciu ciepłomierza
ułożonego na próbce, wyznacza się gęstość strumienia ciepła.
Celem badań jest wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła i oporu cieplnego dla
próbek budowlanych.
3.2. Ogólne zasady działania komory
Na rysunku 1 przedstawiono schematycznie sposób zamontowania próbki i ciepłomierza.
Próbka zajmuje na tym rysunku całą wysokość. Pomiar strumienia ciepła (Ф
1)
przenikającego przez próbkę z komory ciepłej do komory zimnej, jest przeprowadzany
tylko w obrębie środkowego wycinka całkowitej powierzchni próbki, który stanowi
obszar pomiarowy (tzw. sekcję pomiarową) o powierzchni A=(2l)2.
Pozostała powierzchnia próbki, o szerokości g , stanowi osłonę sekcji pomiarowej (tzw.
sekcję osłonową). Zadaniem sekcji osłonowej jest maksymalne ograniczenie bocznego
strumienia ciepła (Ф 2 ), z sekcji pomiarowej do sekcji osłonowej.
Na zewnętrznej krawędzi próbki występuje poprzeczny strumień ciepła skierowany do
otoczenia
(Ф 5 ), który powoduje tzw. brzegowe straty ciepła.
3
Rys.1. Zasada budowy i działania skrzynki grzejnej z ciepłomierzem.
Ciepłomierz jest montowany na powierzchni ciepłej strony próbki i najczęściej pokrywa
ją w całości. W takim przypadku środkowa część ciepłomierza o powierzchni
odpowiadającej obszarowi pomiarowemu próbki jest wyposażona w elementy czujnikowe
i stanowi aktywną część ciepłomierza. Pozostała część powierzchni ciepłomierza pełni
rolę płyty osłonowej, której zadaniem jest utrzymanie temperatury powierzchni sekcji
osłonowej próbki w miarę możliwości na tym samym poziomie co w sekcji pomiarowej
lub na najbardziej zbliżonym do niego, tak by boczny strumień ciepła płynący przez
próbkę Ф 2 z sekcji pomiarowej do sekcji osłonowej był bliski zeru.
3.3. Budowa komory
Ogólna budowa komory jest przedstawiona na jej przekroju (rys.2). Stanowi ona rodzaj
dzielonej komory kalorymetrycznej, którą tworzą dwie części obudowy
komory
i oddzielająca je przegroda. Po złożeniu powstają dwie komory kalorymetryczne, ciepła
i zimna. Badana próbka jest osadzana w przeznaczonej do tego celu maskownicy tj. ramie
okna przygotowanego w centralnej części przegrody.
Komory kalorymetryczne są przeznaczone do wytwarzania i utrzymywania na stałym
poziomie, jednorodnych temperatur, charakterystycznych odpowiednio dla środowisk,
które odtwarzają. Dla środowiska wewnętrznego odtwarzane są temperatury dodatnie
(zwykle 20 do 40oC ) , w komorze ciepłej a dla środowiska zewnętrznego – ujemne
( 0 do -10oC ), w komorze zimnej.
4
Obudowa komory jest wykonana z materiałów izolacyjnych w celu ograniczenia strat
cieplnych poszczególnych komór do otoczenia i zabezpieczenia ich powierzchni przed
osiadaniem na nich wilgoci.
Ściany komory od wewnątrz wykonane są z materiałów i połączeń paroszczelnych.
Krawędzie czołowe komór na styku z płaszczyznami bocznymi przegrody są wyposażone
w uszczelnienia, dociskane w celu zapobiegania przenikaniu powietrza i wilgoci do
i z otoczenia.
W każdej z komór kalorymetru zamontowany jest odpowiedni zespół odtwarzania
parametrów (regeneracji: podgrzewania/oziębiania) strumienia powietrza wylotowego
z przestrzeni przylegającej do badanego obiektu. Zadaniem każdego z tych zespołów jest
doprowadzanie parametrów powietrza zasysanego do tej przestrzeni do wymaganych
parametrów początkowych oraz wymuszanie cyrkulacji powietrza w całej komorze
z odpowiednią prędkością.
Gabaryty wewnętrzne obu komór są dostosowane do maksymalnych wymiarów próbki.
Przy próbce o grubości 500 mm , sekcja pomiarowa ma wymiary 500x500 mm
a wymagane wymiary wewnętrzne komory wynoszą ok.:
− szerokość
2,5 m
− wysokość
2,5 m
− głębokość
0,9 m
Są one dobrane tak, by prędkość powietrza cyrkulującego przez wewnętrzny przekrój
komór nie przekraczała 1,5 m/s.
Wzdłuż obu stron próbki, ciepłej i zimnej, jest zapewniany wymuszony przepływ
powietrza, regulowany za pomocą ekranów. Ekrany są ustawione równolegle do
powierzchni próbki i przemieszczane prostopadle do ich powierzchni, tak aby uzyskać
wymaganą prędkość powietrza. Regulacja ta jest wspomagana przez ciągłą regulację
obrotów napędowych silników wentylatorów wymuszających przepływ powietrza wzdłuż
pionowej powierzchni próbki.
5
Rys.2. Przekrój pionowy komory (schemat funkcjonalny)
4. Pozostałe wyposażenie komór
Komory są wyposażone w :
− instalację elektryczną zasilania , sterowania i regulacji agregatów chłodniczych,
nagrzewnic powietrza, wentylatorów
− instalację systemu rejestracji ciągłej wymaganych przez normę pomiarów
parametrów
5. Zakres dostawy
Zakres dostawy obejmuje :
− Kompletne wyposażenie stanowiska
− Montaż i rozruch urządzeń
− Próby odbiorowe stanowiska
− Przeszkolenie personelu obsługi
− Instrukcję eksploatacji stanowiska
− Gwarancję
6
6. Zestawienie i konfiguracja stanowiska
Na rys. 3 (załącznik 2) przedstawiono przykładowe zestawienie i konfigurację
dwustanowiskowego
zestawu
badawczego,
przeznaczonego
do
badań
próbek
budowlanych o grubości 500 mm. Na każdym ze stanowisk składowych jest
zamontowana
na
stałe
jedna
przegroda
i połączona z nią platforma stała z odsuwaną komorą zimną. Komora ciepła, która jest
dostawiana na przemian do każdego ze stanowisk stałych, jest umieszczona
na
przejezdnej platformie.
Wzajemne usytuowanie stanowisk stałych można dostosować do dysponowanej
powierzchni użytkowej.
7. Cena
Aktualna cena dwustanowiskowego zestawu badawczego w wersji przedstawionej w p.6
wynosi 650 000 zł + VAT.
7