Grejna ploča za merenje toplotne provodljivosti građevinskih materijala

Abstract

Tehničko rešenje predstavlja poboljšanu konstrukciju zaštićene grejne ploče (hotguarded plate) za merenje toplotne provodljivosti termoizolacionih materijala postavljanjem ispitnog uzorka iznad i ispod grejne ploče (standardna simetrična ispitna konfiguracija). Merenje toplotne provodljivosti vrši se u skladu sa standardom SRPS U.A2.020. Ovim rešenjem toplotna provodljivost se proračunava na osnovu vrednosti izmerenog toplotnog fluksa korišćenjem dva tanka toplotna fluksmetra na toploj i hladnoj strani ispitivanih uzoraka. Prednost korišćenja fluksmetara na grejnoj i rashladnoj ploči u odnosu na uobičajen metod za određivanje toplotne provodljivosti (hot-guarded plate) je u periodu dostizanja stacionarnog stanja koji je znatno kraći. Na taj način bi se ostvarila sva zahtevana merenja toplotne provodljivsti termoizolacionih materijala usled povećane potražnje za ovakvom vrstom ispitivanja u Republici Srbiji. Kod metoda merenja sa toplotnim fluksmetrima, uobičajeno je da se koristi jedan fluksmetar na zaštićenoj grejnoj ploči. Kod ovog tehničkog rešenja koriste se dva toplotna fluksmetra na površini uzorka. Na taj način se precizno može utvrditi srednja vrednost toplotnog fluksa kroz ispitivani uzorak tj. srednji toplotni fluks kroz sam uzorak je tačnije određen. Fluksmetri za ovakvu vrstu merenja su odabrani sa velikom mernom površinom da bi se dobile što merodavnije vrednosti raspodele toplotnog fluksa po mernoj površi, pri čemu uobičajeno korišćenje znatno manjih toplotnih fluksmetara. Novi koncept grejne ploče ne odgovara uobičajenim grejnim pločama koje su opisane u standardima. Specifičnost ovog dizajna ploče je u smanjenom toplotnom prekidu – prostor između unutrašnje zaštićene (hot) i spoljašnje zaštitne (guard) ploče koje zajedno čine predmet ovog tehničkog rešenja. Veličinom toplotnog prekida od 1 mm popunjenog dvokomponentnim termoizolacionim lepkom, određena je i minimalna dozvoljena debljina uzorka. Na taj način je omogućeno merenje tanjih termoizolacija, tj. povećan je merni opseg samog uređaja pri ovakvom načinu izrade grejne ploče. Dodatna prednost u pogledu konstrukcije toplotnog prekida je u formiranju stepenika čija je osnovna svrha formiranje jednodelne konstrukcije koja se sastoji od zaštićene (hot) i spoljašnje zaštitne (guard) ploče. Uobičajeno se ovakve ploče izrađuju iz više segmenata dok je specifičnost ove konstrukcije da se sastoji iz jednog dela. Temperaturska razlika između dve ploče se kontroliše korišćenjem termoparova u diferencijalnom spoju koji su raspoređeni po obimu kontakta dve ploče. Merenjem naponskog signala za praćenje temperaturne razlike između pomenute dve ploče mogu se proceniti lateralni gubici između zaštićene i zaštitne ploče i izmereni naponski signal se može koristiti u svrhe upravljanja. Grejači zaštićene i zaštitne ploče su ukopani u materijal grejne ploče i napravljeni su korišćenjem žice za izradu termoparova K tipa. Grejači su vezani na standardni priključak za termoparove tipa K, koji je fiksiran za grejnu ploču. Preko fiksiranih priključaka ostvareno je napajanje grejača naponskim dvokanalnim nezavisnim izvorom. Korišćene su rashladne ploče koje su hlađene korišćem automatzovanog rashladnog kupatila sa propisanom površinskom fluktuacijom temperature rashladne površi od 0,1°C. Validacija grejne ploče je izvršena učešćem u međulaboratorijskom poređenju.