출처: https://isoproject.com.ua/wp-content/uploads/2020/03/Aged-Thermal-Conductivity-Huntsman.pdf
3) 모델링 기대치와 비교
선언된 노화된 열전도율을 두 가지 방법 각각으로 비교한 후, 관련 질문은 “결과 값이 25년 동안 시간 평균 열전도율 값과 어떻게 연관되어 있습니까?”입니다. 이 연구에서 사용된 모든 경질우레탄폼 단열재는 최근에 생산되었으며, 열전도율 노화 데이터는 현재 1년 이상 지속되지 않았습니다. 이러한 이유로 Huntsman 열전도율 노화 실험 소프트웨어 인 Agesim을 사용하여 25년 노화 곡선을 실험하기로 결정했습니다. 모든 경질우레탄폼 단열재에 대해 열전도율 노화 실험을 위한 중요한 입력 매개 변수 중 하나인 새로운 경질우레탄폼 단열재의 셀 가스 분석이 수행되었습니다.
확산 오픈 경질우레탄폼 단열재의 경우, 다른 중요한 입력 매개 변수는 공기의 효과적인 확산 계수입니다. 이 매개 변수는 코어 폼과 스킨/외피에 가까운 경질우레탄폼에 대해 다릅니다. 코어/스킨에 대한 별도의 확산 계수를 고려하는 선택이 소프트웨어 내에 있지만, 둘 다에 대한 실험적 결정은 간단하지 않습니다. 이러한 이유로 공기의 전체 확산 계수가 결정되었습니다. 초기 계산에서 CO2 및 펜탄의 정확한 확산 계수 값이 25년 열전도율 시간 곡선과 관련하여 덜 중요하다는 것을 보여주었으므로 이전 측정을 기반으로 한 기본값이 사용되었습니다.
확산 폐쇄 경질우레탄폼 단열재의 경우 확한 오픈 경질우레탄폼 단열재에 비해 수직 방향으로 확산이 발생합니다. 이 경질우레탄폼 단열재의 경우 공기와 CO2의 확산 계수가 실험적으로 결정되었습니다. 다시 말하지만, 경질우레탄폼과 표면/외피를 구분하지 않고 전체 확산 계수를 결정했습니다.
이러한 입력 매개 변수를 얻은 후, 기존의 단기 열전도율 시간 곡선(70℃에서 25주, 정규성 테스트, 가속 테스트)이 적용되었습니다. 이 평가 후, 그리고 나서 실온 실험에서 25년 동안 정확히 동일한 입력 매개 변수와 k-가스 모델이 사용되었습니다. 25년 실험의 예는 확산 오픈 경질우레탄폼 단열재에 대한 그래프9에서 제공됩니다. 왼쪽 부분에는 예상되는 열전도율 변경 사항이 포함되고, 오른쪽 부분에는 예상되는 셀 가스 구성 변경 사항이 포함됩니다.
그래프9 [50mm 확산 오픈 경질우레탄폼 단열재에 대한 실험. 열전도율(상) 및 부분 압력(하) 진화]
그래프9에서 시간 평균 열전도율 값은 약 8년 후에 도달한 것을 알 수 있습니다. 첫 해에 얻은 열전도율 측정 값도 그래프에 표시됩니다. CO2는 공기가 ±10년 후에 포화되는 수준에 도달하는 동안 매우 짧은 시간 후에 완전히 경질우레탄폼 단열재에서 완전히 없어졌습니다. 물론 이러한 결론은 이 측정 경질우레탄폼 단열재에서만 유효합니다. 30mm 확산 폐쇄 경질우레탄폼 단열재에 대한 또 다른 예가 그래프10에서 제공됩니다.
그래프10 [30mm 확산 폐쇄 경질우레탄폼 단열재에 대한 실험. 열전도율(상) 및 부분 압력(하) 진화]
확산 과정은 그래프9의 확산 오픈 경질우레탄 단열재보다 훨씬 느립니다. CO2는 경제적 수명 동안 경질우레탄폼 단열재에서 완전히 빠져나가지 않으며, 공기는 평형 압력에 도달하지 않습니다. 펜탄의 확산은 무시할 수 있습니다. 25년 시간 평균 열전도율 값은 열전도율 시간 곡선의 모양이 다르기 때문에 후기 단계(~12년)에 도달합니다. 8개의 경질우레탄폼 단열재 모두에 대해 이런 종류의 작업을 수행한 후, 이제 실험된 25년 시간 평균 열전도율 값과 EN13165에서 얻은 선언된 열전도율 값을 비교할 수 있습니다. 후자의 경우, 두 가지 다른 방법으로 얻은 가장 낮은 열전도율 값이 선택되며, 이는 실제로 가능하기 때문입니다. 비교는 그래프11에 나와있습니다.
그래프11 [25년 평균 열전도율 값(Agesim 실험)과 통계없이 선언된 열전도율 값 비교(EN13165)]
그래프11에서 일반적으로 실험된 열전도율 값과 선언된 열전도율 값간에 좋은 일치가 있음을 알 수 있습니다. 대부분의 경우, 두 값의 차이는 1mW/m·K 미만입니다. EN13165 및 열전도율 노화 실험의 복잡성을 고려할 때, 그래프9에서 관찰된 차이는 작은 것으로 간주됩니다. 더욱이 실험에 의한 약간의 과대 평가와 약간의 과소 평가 사이에는 좋은 균형이 있습니다.
5. 결론
다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다.
1) 일반적으로 8개의 유럽 경질우레탄폼 단열재에 대한 EN13165, 부록 C의 평가는 새로운 표준에 대한 매우 긍정적이고 지지적이었습니다.
2) 확산 오픈 경질우레탄폼 단열재의 경우 25~28mW/m·K 범위, 확산 폐쇄 경질우레탄폼 단열재의 경우 23~25mW/m·K 범위의 선언된 열전도율 값(통계 없음)이 측정되었습니다. 완전히 최적화된 경질우레탄폼 단열재에 대해서는 낮은 값이 가능할 것으로 예상됩니다.
3) ‘고정 증분법’과 ‘가속 노화법’은 두꺼운(>80mm) 확산 오픈 및 확산 폐쇄 경질우레탄폼 단열재에 대해 유사한 선언된 열전도율 값을 생성합니다. 얇은(<80mm 확산 오픈 경질우레탄폼 단열재)의 경우, 가속 보화법은 1~2mW/m·K 더 나은 결과를 제공합니다.
4) 선언된 열전도율 값과 Agesim에서 실험한 25년 시간 평균 열전도율 값을 비교하면, 이 연구에서 8개 경질우레탄폼 단열재에 대해 매우 유사한 열전도율 값이 산출됩니다.
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