Устройство для контроля тонких энергосберегающих покрытий

В настоящее время в строительную практику активно внедряются энергоэффективные материалы, имеющие малую толщину. При создании светопрозрачных конструкций хорошо себя зарекомендовали пленки и стекла с низкой поглощающей способностью. Действие покрытий и тонких теплоизоляционных изделий базируется на использовании комплекса свойств - терморадиационных и кондуктивных. Поэтому для таких материалов важно корректно определить как коэффициент теплопроводности или термическое сопротивление, так и поглощательную способность.

Разработано специальное устройство для контроля теплозащитных свойств тонких материалов, в котором можно реализовать условия теплообмена, характерные для объекта, на котором применяются эти материалы. Функционально-конструктивная схема устройства показана на рисунке.


Рисунок. Функционально-конструктивная схема устройства для контроля теплозащитных свойств покрытий и красок

Основой конструкции устройства является плита (1) из дюралюминия, в которую встроены термометр сопротивления (2) и нагреватель (3). Вместе с регулятором они образуют систему регулирования заданной температуры плиты. При проведении опытов эта температура устанавливается равной температуре объекта, для которого предназначены покрытия.

В качестве первичных преобразователей при измерениях использованы биметаллические гальванические преобразователи теплового потока и ленточные (толщи ной до 0,05 мм) термоэлектрические преобразователи температуры (термопары).

На рабочей поверхности плиты (1) установлены три преобразователя теплового потока с вмонтированными преобразователями температуры (4). Во время опытов на поверхность одного из преобразователей наносят контролируемое покрытие (5), второй оставляют свободным для контроля теплообмена на незащищенной поверхности, а на третий можно наносить покрытие с известными свойства ми для сравнения с контролируемым.

Напротив рабочей поверхности плиты установлен экран 6, причем для имитации разных условий теплообмена можно устанавливать экраны с разной поглощающей способностью — от 0,1 у алюминиевой фольги до 0,9 у оргстекла. При исследовании возможностей использования покрытия для защиты от внешнего теплового излучения (например, от солнца) в качестве экрана используется тонкая полиэтиленовая пленка с широким спектром пропускания. Экран (6) вместе с рабочей поверхностью плиты (1) создают плоский канал, в котором для воспроизведения конвективного теплообмена с помощью вентиля тора (7) продувается воздух.

Заслонка (8) позволяет при необходимости направлять часть воздуха от вентилятора на обратную часть плиты (1) для ее охлаждения. Турбулизирующие решетки (9) применяют для пространственного выравнивания коэффициента конвективного теплообмена в канале. Устройство оснащено термоэлектрическими преобразователями температуры (10, 11, 12) соответственно для измерения температур поверхностей покрытий, плиты и воздуха. Сигналы первичных преобразователей подаются на измерительный блок, откуда данные в цифровой форме по последовательному интерфейсу передаются в персональный компьютер ПК для дальнейшей обработки.

Устройство позволяет сравнивать интегральные теплозащитные свойства различных тонких материалов, а также оценивать их термическое сопротивление и поглощательную способность.

Разработанное устройство позволяет также оценивать реальные характеристики теплозащитных покрытий и отбраковывать некачественные материалы.

Л.В. Декуша, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, зав. отделом Ин-та технической теплофизики (ИТТФ) НАН Украины
Т.Г. Грищенко, доктор технических наук, старший научный сотрудник, ведущий научный сотрудник ИТТФ НАН Украины
Л.И. Воробьев, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ИТТФ НАН Украины
А.Г. Мазуренко, доктор технических наук, заведующий кафедрой Национального Университета пищевых технологий (НУХТ)
В.И. Шаповалов, главный конструктор ИТТФ НАН Украины