Postęp technologiczny w wielu dziedzinach nauki i techniki umożliwia stałe podnoszenie jakości i dokładności urządzeń kontrolno-pomiarowych oraz zwiększa dostępność coraz bardziej zaawansowanych narzędzi w poszerzającej się grupie odbiorców instytucjonalnych i, co istotne, prywatnych. Dzięki temu, powszechniejsza wśród użytkowników świadomość możliwości pomiarowych przyczynia się do wzrostu zainteresowania jakością oferowanych komercyjnie produktów. Jedną z technologii, powszechnie dostępną choć ograniczeniem jest tutaj czasem cena urządzeń, jest termografia, czyli rejestracja i przetwarzanie promieniowania elektromagnetycznego w paśmie średniej podczerwieni (długości fali od około 0,9 do 14 μm), mogąca rejestrować rozkład temperatury na powierzchni monitorowanych obiektów. (...)

Zastosowanie kamer termowizyjnych w chłodnictwie

Stale rozwijające się gałęzie przemysłu chłodniczego wychodzą naprzeciw rosnącemu zapotrzebowaniu na produkty żywnościowe oraz metody ich obróbki, transportu i przechowywania. Opracowywane są nowe typy obiektów chłodniczych, ulepszane metody izolacji cieplnej, prowadzone badania w dziedzinie zastosowania nowych metod ziębienia. To wszystko wymaga prowadzenia badań związanych między innymi z pomiarem temperatury.

W dziedzinie izolacji cieplnej, termografia umożliwia bardzo szybkie i precyzyjne określenie nieszczelności wynikających z jej uszkodzenia lub niewłaściwego zaprojektowania. Dzięki temu odpowiednio szybka reakcja może uchronić zawartość chłodni przed pogorszeniem jakości lub nawet zepsuciem.

Przykładem może być wizualizacja nieprawidłowego zmontowania zewnętrznego narożnika komory chłodniczej, który wykazuje wyraźny spadek temperatury w miejscach łączenia ścian. Wadliwy narożnik jest powodem strat i przenikania znacznych ilości ciepła do wnętrza komory. Badanie i jednoznaczne pokazanie miejsca nieprawidłowości praktycznie jest niemożliwe do przeprowadzenia innymi metodami niż z pomocą kamer termowizyjnych (rys. 2).

Rys. 2. Spadek temperatury w miejscu łączenia ścian komory chłodniczej

W dziedzinie badań nad ulepszaniem systemów chłodzenia kamery termowizyjne ułatwiają analizę pracy małych systemów chłodniczych, w których analizie podlega rozkład temperatury na powierzchni wymiennika ciepła. Jest on związany na przykład z zastosowaniem czynników zeotropowych, w których przemiany fazowe odparowania i skraplania przebiegają w zmiennych wartościach temperatury i wielkość tej nieizotermiczności może znacząco wpływać na uzyskiwaną wartość współczynnika COP. Ilustracją może być rozkład temperatury w skraplaczu chłodziarki domowej napełnionej mieszaniną propan–n-butan (rys. 3).

Rys. 3. Zdjęcie skraplacza chłodziarki pracującej na roztworze propan–n-butan wykonane kamerą termowizyjną [2]

Rozwinięciem tej idei są szczegółowe badania zachowania się zeotropowych mieszanin wieloskładnikowych w zależności od ilości poszczególnych składników zawartych w mieszaninie (rys. 4).

Rys. 4. Nieizotermiczność przemiany fazowej mieszaniny CO2/R134a o składzie 10/90 [3]

Zastosowanie kamer termowizyjnych w klimatyzacji (...)

Podsumowanie

Przedstawione przykłady wykorzystania termografii w chłodnictwie i klimatyzacji stanowią jedynie drobny fragment potencjału badawczego tkwiącego w tej technice. Zakresy temperatury możliwe do detekcji są bardzo szerokie. Można sprawdzać jakość naczyń kriogenicznych jak i szczelność sieci ciepłowniczych, temperaturę wywiewanego powietrza klimatyzacyjnego (pod kątem np. ewentualnego odzysku ciepła) jak i temperaturę spalin wylotowych dowolnego procesu technologicznego. I wszystko to za pomocą jednego przyrządu pomiarowego. Praktycznie każdy aspekt przepływu ciepła może być znakomicie zilustrowany pod kątem badawczym jak i dydaktycznym.

Ogólnie należy stwierdzić, że narzędzia tego typu mogą stać się podstawowym wyposażeniem nie tylko wąskiej grupy specjalistów, ale również szerokiej rzeszy instalatorów, projektantów i inwestorów.

LITERATURA

[1] HACKFORTH H. L.: Infrared radiation. McGraw-Hill Book Company, Inc. New York Toronto London 1960.
[2] RESZEWSKI S.: Skraplanie mieszaniny propan-butan w skraplaczu chłodziarki domowej. Praca doktorska. ITCiMP, Politechnika Wrocławska. Wrocław, 2001.
[3] SCHNOTALE J.: Modelowanie własności i składu mieszanin wieloskładnikowych ekologicznych do obiegów lewobieżnych. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej, seria Inżynieria Środowiska, nr 47. Kraków, 2001.