단열재의 장기 열저항 측정을 위한 가속 노화 시험방법- 압출법보온판(XPS)에 대한 계산(1)

단열재의 장기 열저항 측정을 위한 가속 노화 시험방법
압출법보온판(XPS)에 대한 계산(1)

 

5. 압출법보온판(XPS)에 대한 계산

압출법보온판(XPS)의 입력 데이터는 게시된 문헌에서 발견되었습니다. ​다양한 노화 곡선과 함께 많은 데이터가 존재합니다. 현재 미국과 캐나다에서 판매되고 있는 압출법보온판 ​(XPS)가 HCFC-142b만을 사용하여 발포하기 때문에, N2, O2(또는 공기) 및 HCFC-142b의 확산 계수에 중점을 두었습니다. 2010년에는 압출법보온판(XPS)은 미국에서 제로 오존층파괴 물질의 발포제를 사용 해야합니다.

문헌을 검토한 결과, 압출법보온판(XPS)은 두 개의 발포제가 혼합된 형태로 사용될 가능성이 있으며,​하나는 확산 계수가 HCFC-142b와 비슷하고 다른 하나는 확산계수가 HCFC-22와 유사합니다. N2, O2(또는 공기), CFC-142b 및 HCFC-22에 대한 12가지 이상의 확산 계수 데이터를 보았으며,​이 자료에 제공된 자료는 아래의 표와 같습니다.

압출법보온판(XPS) #1과 #2는 현재 제품을 대표하고, 압출법보온판(XPS) #3은 향후 제품에 대한 대표적인 것입니다. 나열된 참고 자료의 다음 특정 그림과 표는 아래 표와 열거된 확산 계수 및 기타 다른 재료의 매개 변수를 결정하는 데 가장 큰 영향을 미쳤습니다.

[다양한 압출법보온판(XPS) 모델링에 사용된 매개 변수]

아래 그림2와 3은 Agesim에서 압출법보온판(XPS)에 대한 열저항 값(R-값)의 예측한 것과, 참고 자료에서 나열된 측정값을 보여줍니다. 이것은 상기 표에 나열된 매개 변수와 모델에 사용된 다른 매개 변수를 결정 하기 전에 모든 경우에 요구되는 적합한 품질입니다. ​

​압출법보온판(XPS)에 대한 셀 가스 압력은 압출법보온판(XPS) #1 및 #2에 대해 각각 0.008, 0.002 및 0.7​바(bar)의 N2, O2 및 HCFC-142b로 취했습니다. 압출법보온판(XPS) #3의 경우 초기 셀 가스 압력은 각각 공기, HCFC-142b 및 HCFC-22에 대해 0.01, 0.39 및 0.31 바(bar)로 취했습니다. 압출법보온판(XPS) #1​의 경우 0.2의 스킨 인자는 각 가스에 대해 코어 폼 확산 계수의 1/5인 양 표면에 1mm 두께의 확산 지연 스킨이 있음을 의미합니다.

그림2 [얇은 판에 계산되고 측정된 k-인자]

그림3 [스킨 층에 계산되고 측정된 k-인자]

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아래 그림4와 5는 압출법보온판(XPS) #1에 대해 표에서 열거된 매개 변수를 사용하여 계산된 압출법보온판(XPS)의 3일 및 14일 경과 후 50mm 두께의 폼에서 깊이의 함수로서 N2, O2 및 HCFC-142b의 분압을 보여줍니다. 분명히 공기는 표면 근처에서 가장 높은 농도로 빠르게 확산됩니다. ​이렇게 하면 압출법보온판(XPS)의 열저항 값(R-값)과 표면층에서 잘라낸 모든 열저항 값이 감소하고, ​코어층은 본질적으로 표시 기간 동안 그대로 유지됩니다.

제조 후 3일에서 14일 사이에 압출법보온판(XPS) 표면에서 조각을 자르는 경우(S770 방법에서 사용 가능한 기간), RSlice, initial은 Rproduct, initial보다 훨씬 낮을 것이 분명하고, RSlice, initial라도 슬라이스 후 동시에 측정됩니다.

그림4 [압출법보온판(XPS) #1에서 3일 경과 후 셀 가스 압력]

그림5 [압출법보온판(XPS) #1에서 14일 경과 후 셀 가스 압력]

아래 그림6과 7은 압출법보온판(XPS) 각각 3일 및 14일 경과 후 S770 예측된 LTTR 값의 % 치우침에서 얇은 슬라이스에 대한 열저항 값(R-값) 측정 시작과 슬라이싱 시작 사이(RSlice, initial 측정의 시작)에 경과 시간의 영향을 보여줍니다. % 치우침은 전체 두께 압출법보온판(XPS)의 노화 시뮬레이션에서 얻은 5년 된 열저항 값(R-값)으로 사용하여 계산됩니다. 결국 아래 그림에서 보여 주듯이, 전체 두께 노화 시뮬레이션은 실험적으로 측정된 열저항 값(R-값)과 잘 일치합니다.

압출법보온판(XPS)의 열저항 값(R-값)을 측정하는 데 45분에서 1시간이 걸리므로, 모든 표면 조각을 절단 하고 열저항(R)을 측정하기 위해 열전도도(k-factor) 측정 도구에 즉시 넣는 것이 대단히 편리하다고 해도, ​하나는 S770 방법을 사용하는 압출법보온판(XPS)의 노화(3~4일)에 관계없이 10% 이상의 긍정적인 편향 ​(치우침)을 가질 것입니다. 슬라이스 증가로 열저항 값(R-값) 측정 시작과 슬라이싱 시작 사이의 시간이 증가함에 따라 % 치우침은 증가합니다.

치우침(편향)은 슬라이스 두께가 증가함에 따라 감소하고, 측정 창에서 18mm의 경우 약 3%, 24mm 슬라이스의 경우 약 1% 감소합니다. 물론 두꺼운 슬라이스를 사용하면 노화 가속 방법은 효율적이지 못합니다.

그림6 [3일 경과 후 압출법보온판(XPS) #1을 사용했을 때
​S770 편향(치우침)]

그림7 [14일 경과 후 압출법보온판(XPS) #1을 사용했을 때
​S770 편향(치우침)]

상기 그림6과 7에서 높은 편향(치우침)의 상당 부분은 Rproduct, initial와 비교하여 RSlice, initial이 낮기 때문이고, RSlice, aged 값이 높기 때문이 아닙니다. RSlice, initial은 모든 슬라이싱 및 스케일링 기반 방법이 작동하려면 Rproduct, initial에 매우 가까워야합니다. 압출법보온판(XPS) #1의 경우, 이는 그림4와 5에서 나타난 현상, 즉 압출법보온판(XPS) 표면 근처에 공기의 급속한 진입 때문에, 편향(치우침)과 거의 동일한 요소에 의해 상당히 낮아집니다.

실제로 이것은 S770 표준을 개발한 사람들이 S770 표준 부록 A4의 A4.5절인 “스케일링 등식의 사용 제한” ​이라는 제목으로 읽혀지면서, “한 번만 자르면 얇은 층은 매우 빠르게 노화된다. 계산된 시험 지점에서 각 층의 열 저항률을 초기 저항률과 비교하여 얻은 노화 계수는 보드와 슬라이스의 초기 측정이 절단된 시간에서 측정된 동일한 스케일 된 기간에 해당하는 경우에만 원래의 전체 보드 초기 열저항에 적용할 수 있습니다. ”​로 이해했습니다.

그러나 현재 방법은 이것을 요구하지 않습니다. 이 방법에서 이것이 필요한 경우, RSlice, initial를 Rproduct, initial와 동일하게 만들려면 LTTR = RSlice, aged를 의미할 것이고, 이것은 정확히 C1303의 기능입니다.