樣品燃燒室
樣品燃燒室位於集煙罩下方,其構件包括(1)圓錐輻射電熱器,如圖5-3所示
。實驗過程的加熱目的是為給予一個穩定的熱源,用以分析試體引燃情況,而加 熱形式有嵌板氣體火焰、電熱式、火焰直接加熱及高溫燈泡加熱,選擇加熱器必 須考慮穩定熱輻射源且對於實驗材料發熱過程特性也需要注意。而電熱器之加熱 模式具有灰體輻射特性,對試體加熱足以符合所求,故選擇電熱方式加熱。(2)
射熱遮蔽板:為不燃材料,其功用為使試體於試驗開始之前免於暴露於熱通量下
。(4)電子點火器:火種為燃燒要件之一,儘管有些材料不需要外在能量即能引 燃,但對於可燃材料的判定需將外在能量考慮進去。(5)載重裝置:目的為測量 試體於試驗中質量變化,需具足夠的靈敏度及量測精度。(6)試體承盤:擺放試 體用,高度可以調整,試體尺寸100 mm x 100mm,於承盤底部並鋪上耐火棉。
圖5-3 圓錐輻射電熱器圖例
(資料來源:見建築材料燃燒熱釋放率試驗法-圓錐量熱儀法, (CNS(
中華民國國家標準)))
排氣系統
排氣系統之細部構造如圖5-4所示,在其前端為一四角錐形煙罩,離心式抽 氣風扇為排氣系統的主動力來源。煙氣流經一整流作用之孔口板及排煙管路,下 游處設置一熱電偶以量測廢氣溫度。後方之限流孔口板功用為控制空氣流量,並 於其兩側設置一壓差流速計用以測定空氣流速,利用測得之流速乘上排煙管路截
面積後求得總體積流率,藉此換算其他氣體流量。根據研究所得經驗,整個封閉 系統內抽風量可以設定於0.012 (m3/s)以下,而操作流量降至0.009 (m3/s)左右更可 提高準確度。某些特定情況可降至更低。所以盡可能依情況調整排煙流量,盡量 降至最低以提高儀器量測靈敏度。
氣體分析系統
系統中備有一幫浦,為抽取廢氣之用,當氣體由空氣取樣孔進入後,先經過 一過濾器濾除廢氣中較大之顆粒,再經由冷凝器進行燃燒廢氣中水分之凝結,進 入二氧化碳吸收器後再經由氧氣分析儀測量。此儀器為順磁式,故若水分濾除不 淨將影響氧氣濃度檢測,而排氣管在經過空氣取樣段後,另設置一煙霧光度感測 器,利用光學透光原理測量當時煙霧遮蔽率。量測的訊號傳遞進入分析系統中,
數據收集包括廢氣分析儀濃度分析、限流孔口板兩端壓力差、熱電偶溫度值、載 重裝置及光遮蔽率輸出之即時訊號,在現今數據處理能力上,該系統應能每隔一 段時間記錄一次資料,並持續一個小時以上,且能即時運算輸出計算數據。輸出 物理量包括點燃時間、熱釋放率、質量損失率、燃燒時間及各項毒氣濃度值,並 可同時繪於圖中即時顯示於螢幕上。
圖5-4 流量測量及氣體取樣設備之排氣系統圖例
(資料來源:見建築材料燃燒熱釋放率試驗法-圓錐量熱儀法, (CNS(
中華民國國家標準)))
校正系統
開始進行試驗之前,必須依照程序逐一校正系統各項儀器,確保正常運作並 修正系統計算之偏差值。校正項目共計有(1)載重裝置校正:以質量介於 50~200g 之砝碼先後加置於載重裝置上,待其穩定後量測讀數,並校正歸零。(2)氧氣分 析儀校正:在固定流量下,以純氮氣之氣瓶通入裝置中進行歸零動作,而後將標 準氣瓶中之氣體通入分析儀內進行校正工作。(3)電熱器校正:當實驗前或加熱 器熱輻射量改變時,進行熱量釋放穩定度測試並校正。(4)熱釋放率校正:校正 裝備為一甲烷燃燒器(蜂巢式噴嘴),其外型如圖5-5所示。打開排煙系統於一 穩定流量下,利用穩定發熱量的甲烷火焰(50MJ/kg-CH4)之熱釋放率來得到氧 濃度分析係數,此係數為熱釋放率計算誤差修正用。(5)煙霧光度感測器校正:
在對側偵測器放置一已知透光率之透鏡進行誤差修正。
圖5-5 Schmidt-Boelter-type熱通量計與甲烷燃燒器
(資料來源:見建築材料燃燒熱釋放率試驗法-圓錐量熱儀法, (CNS(
圓錐量熱儀之實驗方法
本研究所實驗的太陽光電板,可根據圓錐量熱儀所測得的資料數據,來讓人 了解到太陽光電板的耐燃性以及燃燒時之熱釋放率、燃燒狀況、質量損耗…等變 化情形。
在 此 以 下 將 詳 細 介 紹 圓 錐 量 熱 儀 實 驗 之 方 法 與 步 驟 。 本 實 驗 依 照 CNS14705-1規範進行。以下分述實驗前的準備工作以及實驗工作。
實驗前的準備 1. 試體準備:
(1) 試體尺寸應為100 mm x 100 mm以內,試體厚度在50 mm以下,則以全厚 度測試;試體厚度大於50 mm,則切削試體之非加熱面,至厚度為50 mm,
測試時以一層0.025~0.04 mm厚鋁箔,亮面朝向試體包覆側邊及底部。
(2) 受測試體若為複合材料,其暴露方式應符合實際的使用條件,其各邊之
(4) 執行校正程序後,於載重裝置頂台上放置填滿耐火纖維毯之試體承盤,
一般圓錐量熱儀只能評估小的樣品,如可以測試電纜試片之熱釋放率。對於 池串、乙烯醋酸乙烯酯聚合物(EVA)以及 Tedlar…等。標準太陽能電池組件的蓋 板材料通常採用低鐵鋼化玻璃(強化玻璃),其特點是:透光率高、抗衝擊能力強 和使用壽命長。目前太陽光電板在封裝時所採用的黏著劑有環氧樹脂、有機矽樹 脂、玻璃、EVA、Tedlar、或 Tedlar 複合薄膜[55, 56]。用環氧樹脂封裝太陽光電