Lämpövirtalevyt : Lämpövuon mittaaminen ja sovelluskohteet

Abstract

Jyväskylän ammattikorkeakoululla on kaksi lämpövirtalevyä, joiden toimintaa ei ollut tutkittu laaja-alaisesti aikaisemmin tarkemmin. Opinnäytetyön tavoitteena oli tutustua lämpövirtalevyjen rakenteeseen ja sovelluskohteisiin ja arvioida lämpövirtalevyillä mittaamisen luotettavuutta itse suunnitellun testilaitteiston avulla. Testilaitteisto suunniteltiin käytössä olleiden resurssien avulla niin, että mittaustulokset olisivat mahdollisimman luotettavia ja ulkoisten häiriöiden vaikutus olisi mahdollisimman pieni. Lämpövirtalevyjen toimintaan liittyen tutkittiin lämmön siirtymiseen liittyvää teoriaa, mittausjärjestelyjä ja erilaisia sovelluskohteita, minkä jälkeen tutkittiin lämpövirtalevyillä mittaamista yksiulotteisen lämmön siirtymisen tapauksessa testilaitteistolla ja raportoitiin tuloksista. Tuloksia verrattiin myös tietokoneella tehtyyn lämpösimulaatioon. Tutkimuksessa löydettiin erilaisia lämpövirtalevymittausten sovelluskohteita, kuten esimerkiksi lämmöneristävyyden määrittäminen, jotka on voitu aikaisemmin toteuttaa muilla mittausmenetelmillä. Testilaitteisto toimi suunnitellulla tavalla ja mittaustulokset osoittautuivat odotetun suuruisiksi. Mittausten perusteella havaittiin tyypillisissä mittaustilanteissa epävarmuustekijöitä, kuten ympäristön lämpötilan muutokset ja lämpösäteily, jotka voivat vaikuttaa mittauksen luotettavuuteen. Simulaatiomallinnuksella voitiin kuitenkin osoittaa, että testilaitteistolla saadut tulokset ovat lähellä simuloituja tuloksia, ja huomioimalla epävarmuustekijät paremmin voidaan mittaustulosten luotettavuutta parantaa. Lämpövirtalevyjen toiminnasta saatiin tutkimustuloksia, joiden avulla pystytään arvioimaan lämpövirtalevyjen käytännöllisyyttä ja luotettavuutta erilaisissa sovelluskohteissa.