Primjena aluminijske pjene za izradu ploča sustava grijanja i hlađenja

master's thesis

• Title (english): Heating and cooling panels made of aluminium foam
• Author: Mario Skorupski
• Mentor: Gojko Marić (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2011-07-07, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

Jedna od novih mogućih velikoserijskih primjena je implementacija metalnih pjena u površinske sustave grijanja i hlađenja prostora koji se sve više koriste u praksi. U slučaju ploča od aluminijske pjene nema opasnosti od lokalnog pregrijavanja ili pothlađivanja. Pjene su vatrootporne, ne ispuštaju otrovne plinove, imaju malu gustoću, svojstvo dobro prijenosa topline, apsorbiraju zvuk i vibracije. Djeluju kao izmjenjivači topline koja se provodi u cijevima prethodno ugrađenim u željeni oblik stropa. Bitno je naglasiti da u slučaju požara, stropovi od pjena sprječavaju njegovo širenje na druge katove/prostorije te tako uvelike smanjuje štetu na zgradama. Za potrebe ispitivanja, izrađeni su paneli koji se sastoje od gornje i donje ploče različitih poroznosti od aluminijske pjene koji su potom podvrgnuti ispitivanjima kako bi se utvrdila njihova prikladnost za komercijalnu primjenu. Tijekom ispitivanja mjerila se temperatura fluida u cijevima te temperature na gornjoj i donjoj površini panela kao i temperatura okolišnog zraka. Napravljeno je osam panela različitih poroznosti. Dva uzorka gornje ploče panela su bili s cijevima za protok fluida, napravljeni od 20 i 30% poroznosti s primarnom svrhom dobrog provođenja topline dok su četiri uzorka donje ploče služila kao toplinski izolatori i oni su bili načinjeni s 55, 63, 67 i 72% poroznosti. - Mjerenjima panela u komori utvrđeno je da su gornje ploče s cijevima slijedile početne pretpostavke da će se ploče s većom poroznosti sporije grijati odnosno hladiti jer zrak u porama manjeg promjera služi kao dobar izolator . S druge strane, kod analize temperatura mjerenja donjih ploča dobili su se podaci koji se nisu poklapali s početnim pretpostavkama. Ploče koje su trebale služiti kao izolatori nisu to uvijek bile. Naša očekivanja da će se donja ploča s 55% poroznosti (ljubičasta crta na slici skupnog grafa) najbrže zagrijavati nisu ispunjena. Tijekom mjerenja ustanovljeno je da je to bila ploča sa 72% poroznosti. Došlo je do pojave koja je poznata u termodinamici i projektiranjima izolacijskih materijala a to je određeni pad toplinske vodljivosti s povećanjem gustoće do jedne točke, nakon koje materijal počinje poprimati početne uvjete odnosno povećanjem gustoće, proporcionalno raste i toplinska vodljivost. Rezultati dobiveni ovim ispitivanjima su pokazali mogućnost primjene metalnih pjena u izradi panela za grijanje i hlađenje te bi istraživanje trebalo svakako nastaviti ispitivanjem panela različitih poroznosti. Metalne pjene zasigurno predstavljaju dobar izbor materijala za ovakvu primjenu jer njihova svojstva kao što su samonosivost, vatrootpornost, mala gustoća te činjenica da ne ispuštaju štetne plinove u slučaju požara uvelike mogu pridonjeti poboljšanju sustava grijanja i hlađenja kao i kvaliteti života u takvim prostorima. Valja naglasiti da je životni ciklus metalnih pjena znatno duži od trenutno korištenih materijala koji se koriste u površinskim sustavima grijanja i hlađenja te njihova vrlo dobra mogućnost recikliranja. Metalne pjene sigurno imaju mjesto u skoroj primjeni, no značajan nedostatak je nemogućnost upravljanja proizvodnim procesima odnosno nejednolikost veličina pora u pjeni.

• Keywords: Metalne pjene; grijanje; hlađenje
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:182039
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: graduate; Academic / professional title: magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva (magistar/magistra inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Access restricted to students and staff of home institution
• Created on: 2019-05-21 22:28:14