При выборе теплоизоляционных материалов очень принципиально разбираться, какая непосредственно изоляция будет удовлетворять требованиям, предъявляемым к тому либо иному объекту. Огромное количество изоляционных материалов, представленных на Русском рынке просит сотворения определенных критериев и советов для облегчения работы проектировщика, монтажника, других потребителей изоляционных материалов. Истинной статьей мы продолжаем знакомить Вас с изоляционными материалами производства компании L’Isolante K-flex.
До этого, чем начать разговор об главных требованиях к низкотемпературной изоляции определим, что в этом случае будет пониматься под этим термином. Низкотемпературной изоляцией будем в этом случае осознавать такие изоляционные материалы, которые инсталлируются на системы, где температура носителя (tl) меньше, чем температура среды (ta). Другими словами, те системы, где может быть образование конденсата на поверхности коммуникаций.
Для предотвращения образования конденсата, температура на поверхности изоляции должна быть выше, чем температура точки росы для определенных критерий работы системы. Тут совсем разумеется воздействие теплопроводимости изоляционного материала – чем теплопроводимость ниже, тем наименьшая толщина изоляции требуется для того, чтоб при рассредотачивании температур по толщине изоляционного слоя, температура, соответственная точке росы была бы снутри этого слоя (см. рис.)
В то же время, одной теплопроводимости, как фактора, влияющего на предотвращение образования конденсата недостаточно. Неопасная изоляционная система должна делать еще одну функцию, а конкретно, изоляционный материал должен быть защищен от диффузии воды из воздуха. Как понятно, при увеличении влажности материала возрастает и его теплопроводимость. В данном случае эффективность термоизоляции понижается, как следствие растут энергопотери. Количество воды, способное просочиться в изоляционный материал вследствие диффузии находится в зависимости от эффективности влажностного барьера. Фактор сопротивления влажности (μ-фактор) и толщина изоляционного слоя определяют значение барьера μ d (толщина воздуха с эквивалентной степенью диффузии воды).
Как определяется μ-фактор? Понятно, что для хоть какого материала существует так именуемый коэффициент паропроницаемости. Это величина, которая имеет очень маленькое значение. (так, для K-Flex S при средней температуре 00С она составляет всего 0,09 х 10-9 кг/(м час Па)). Для усиления наглядности свойства влажностного барьера в свое время О.Кришером [1] и был предложен коэффициент сопротивления диффузии μ-фактор, который является отношением коэффициента паропроницаемости мокроватого воздуха к коэффициенту паропроницаемости материала μ=δв/δм.
Таким макаром, μ-фактор - это безразмерная величина, наглядно показывающая уровень влажностного барьера изоляционного материала. Так, для наилучших на сей день материалов он составляет минимум 7000, достигая иногда 15000.
Из вышесказанного разумеется, что качество изоляционных материалов для низкотемпературных систем впрямую находится в зависимости от теплопроводимости (λ) и сопротивления влажности (μ). Но при всем этом появляется ряд вопросов: Как это оказывает влияние на сохранение энергии? Может быть ли подсчитать количество воды, проникающее в изоляцию.? Как возрастает теплопроводимость с повышением количества воды в материале? Мы попытаемся дать ответы на эти вопросы.
Для начала раасмотрим известную формулу для определенгия плотности термического потока.
где ti, a - соответственно температуры носителя и среды;
R - тепловое сопротивление теплоизоляционной конструкции;
He - соответственно внутренни и наружный коэффициенты поверхности;
De - соответственно внутртенний и наружный диаметрв конструкции;
λ - теплопроводимость изоляции.
Видно, что при увеличении λ возрастает и поток тепла, как следует и расход энергии. Так, при увеличении λ с 0,036 до 0,042 Вт/(м К) поток тепла возрастает на 13%.
Плотность стационарного диффузионного потока через стену изоляции определяется по формуле:
где δ - коэффициент паропроницаемости изоляции;
PDi-Pda- разность парциальных давлений снаружи и изнутри изоляции.
С помощью этой формулы до боли просто найти количество воды, которая проникнет в изоляцию вследствие диффузии. Это количество зависит, а именно, от μ-фатора (коэффициент δ) и толщины изоляции.
Количественное изменение теплопроводимости для материала K-Flex ST можно найти по формуле:
где ν - количество воды в % от объема материала.
Таким макаром, используя эти формулы можно ответить на поставленные вопросы:
- Каковой рост теплопроводимости?
- Как возрастает расход энергии?
Последующие графики демонстрируют обоюдную зависимость теплопроводимости и фактора сопротивления влажности. На первых 3-х графиках рассмотрен рост теплопроводимости материалов с разными исходными значениями λ и μ. Видно, что чем меньше μ, тем больше рост теплопроводимости. Так, значения λ, которого достигнет материал с μ-фактором 5000 через 10 лет, материал с μ-фактором 2500 достигнет через 5 лет, а с μ=1200 - через 2,4 года.
На графике, расположенном ниже показано, что чем больше μ, тем меньше рост теплопроводимости. Видно, что при μ=7000 материал с исходной теплопроводимостью 0,036 наращивает теплопроводимость до 0,039 в течение 10 лет, т.е на 8%, тогда как материал с μ=3000 до 0,042, т.е. на 17%. Таким макаром видно, что чем выше μ, тем важнее, чтоб исходная теплопроводимость была как можно ниже. Только тогда можно достигнуть от материала полной отдачи.
Для окончания сравнений представим график для разных значений μ и λ.
Так, конечная теплопроводимость 0,039 для материала с парой значений 0,036/7000 будет достигнута материалом с парой значений 0,038/5000 через 1 год, а теплопроводимость 0,040 (исходная для худшего материала) вообщем не будет достигнута даже через 10 лет. Необходимо подчеркнуть, что такие публикуемые производителями характеристики как λ и μ являются наихудшими, т.е их сочетание маловероятно - обычно для материалов эти характеристики лучше, чем публикуемые - см [2], также статью создателя в последующем номере журнальчика. Таким макаром потребитель обычно находится в наилучшем положении, чем он может ждать.
Сейчас просто подсчитать энергопотери используя выставленные ранее формулы и графики. Так, чем больше λ и меньше μ тем значительнее рост утрат энергии. Так, рсход энергии для материала с данными 0,036/7000 через 10 лет - 6%, тогда как материал с таковой же μ, но λ=0,040 через 10 лет будет иметь утраты - 15%.
Все прошлые графики были даны для толщины изоляции 20 мм. Если рассмативать определенный пример - K-Flex ST с условной шириной 19 мм для железной трубы с условным проходом 25 мм, то получим последующие данные:
Таким макаром даже через 10 лет энергопотери при установке материалов схожих K-Flex ST будут еще ниже, чем при установке материалов с другими параметрами.
Из вышеизложенного можно прийти к выводу, что так как основной задачей термоизоляции является сохранение энергии, нужно верно подбирать материалы рассматривая все нужные для этого характеристики - μ, λ, толщину.
Создатель Б.Ухов.
Предоставлено компанией IZBA Group
