Aerogel filc naširoko se koristi za industrijske cjevovode, spremnike, ventile i opremu za visoke-temperature jer pruža jaku toplinsku izvedbu s relativno tankim izolacijskim slojem.

Međutim, ne postoji jedinstvena debljina aerogel filca prikladna za svaki projekt. Ispravna debljina ovisi o radnoj temperaturi, promjeru cijevi, uvjetima okoline, dopuštenom gubitku topline i potrebnoj temperaturi vanjske-površine.

Ovaj vodič objašnjava kako odrediti odgovarajuću debljinu izolacije od aerogel filca i koje informacije bi kupci trebali dati kada traže preporuku.

Uobičajene debljine filca od aerogela

Aerogel filc obično je dostupan u sljedećim debljinama:

3 mm

5 mm

6 mm

8 mm

10 mm

Neki proizvođači također mogu ponuditi druge debljine ili kombinirati više slojeva kako bi zadovoljili specifične zahtjeve izolacije.

Na primjer, filc za toplinsku izolaciju od aerogela može se isporučiti u debljinama od 3 mm, 6 mm i 10 mm, dok druge vrste pokrivača od aerogela mogu biti dostupne u debljinama od 5 mm, 8 mm i 10 mm.

Odabrana debljina trebala bi se temeljiti na toplinskim proračunima, a ne samo na dostupnosti proizvoda.

Zašto je debljina važna

Debljina izolacije izravno utječe na tri važna rezultata projekta:

Gubitak topline

Deblji izolacijski sloj općenito smanjuje količinu topline koja se prenosi s vrućeg cjevovoda ili površine opreme na okolni okoliš.

Manji gubitak topline može pomoći:

Smanjite potrošnju goriva i energije

Održavajte temperaturu procesa

Poboljšajte učinkovitost sustava

Smanjite opterećenje kotlova i opreme za grijanje

Niži dugoročni operativni troškovi-

Temperatura vanjske-površine

Visoko{0}}temperaturne cijevi mogu stvoriti rizik od opeklina za radnike. Povećanje debljine izolacije pomaže u snižavanju temperature vanjske površine.

Projekti koji uključuju zaštitu osoblja mogu odrediti najveću dopuštenu temperaturu površine.

Promjer gotove izolacije

Deblji izolacijski sustav povećava ukupni promjer cijevi. To može utjecati na:

Razmak između susjednih cjevovoda

Raspored stalka za cijevi

Pristup ventilima i instrumentima

Vanjska metalna obloga

Dizajn potpore i vješalice

Dozvole za održavanje

Budući da aerogel filc ima relativno nisku toplinsku vodljivost, često može postići potrebnu toplinsku izvedbu s manjom debljinom od mnogih konvencionalnih izolacijskih materijala.

Što određuje potrebnu debljinu?

1. Radna temperatura

Temperatura cjevovoda ili opreme jedan je od najvažnijih čimbenika odabira.

Cijev za vodu s niskom{0}}temperaturom može zahtijevati samo tanki izolacijski sloj, dok cjevovod za paru koji radi na nekoliko stotina Celzijevih stupnjeva može zahtijevati više slojeva.

Kupci trebaju osigurati:

Normalna radna temperatura

Maksimalna kontinuirana temperatura

Kratkotrajna vršna temperatura-

Minimalna radna temperatura

Učestalost pokretanja i gašenja

Materijal mora biti prikladan za cijelo temperaturno područje, a ne samo za normalnu radnu točku.

2. Toplinska vodljivost

Toplinska vodljivost opisuje koliko lako toplina prolazi kroz materijal. Niža vrijednost znači bolju izolaciju pri istoj debljini.

Mnogi proizvodi od aerogel filca imaju toplinsku vodljivost od približno0,015–0,020 W/(m·K) na ili blizu sobne temperature, ovisno o stupnju proizvoda.

Na primjer, Nano Airgel Felt ima navedenu toplinsku vodljivost od približno0,018–0,020 W/(m·K) na 25 stupnjeva.

Međutim, toplinska vodljivost obično raste s porastom temperature. Izračun debljine stoga treba koristiti podatke o vodljivosti na stvarnoj srednjoj radnoj temperaturi projekta, a ne samo vrijednost izmjerenu na 25 stupnjeva.

3. Promjer cijevi

Promjer cijevi utječe na površinu kroz koju se prenosi toplina.

Cijev malog-promjera i cijev velikog-promjera koje rade na istoj temperaturi mogu zahtijevati različite izvedbe izolacije.

Kupac treba dostaviti stvarni vanjski promjer cijevi, a ne samo nazivnu veličinu cijevi.

4. Potrebna temperatura površine

Neki projekti odabiru debljinu izolacije prema maksimalnoj prihvatljivoj temperaturi na vanjskoj strani izolacijskog sustava.

Ovo može biti potrebno za:

Zaštita osoblja

Oprema smještena u blizini šetnica

Strojarnice

Unutarnji prostori za obradu

Zaštita obližnjih kabela i instrumenata

Usklađenost sa sigurnosnim zahtjevima gradilišta

Obično je potreban deblji sloj kada je navedena niža-temperatura vanjske površine.

5. Maksimalni dopušteni gubitak topline

Projekti-energetske učinkovitosti mogu definirati najveći dopušteni gubitak topline po metru cijevi ili po kvadratnom metru površine opreme.

Kada je dopušteni gubitak topline nizak, debljina izolacije općenito se mora povećati.

Izračun treba uzeti u obzir i aerogel filc i kompletan izolacijski sustav, uključujući šavove, pričvrsne elemente, obloge i toplinske mostove.

6. Ambijentalni uvjeti

Okolina utječe na prijenos topline s izolirane površine.

Važni čimbenici uključuju:

Temperatura okoline

Unutarnja ili vanjska montaža

Brzina vjetra

Vlažnost

Izloženost kiši

Sunčevo zračenje

Kretanje zraka oko cijevi

Vanjski cjevovodi izloženi jakom vjetru mogu gubiti toplinu brže od identičnih cijevi postavljenih u zatvorenom prostoru.

7. Dostupan prostor za instalaciju

Aerogel filc je posebno koristan kada je prostor za postavljanje ograničen.

Uobičajene aplikacije-ograničene prostorom uključuju:

Zagušeni nosači cijevi

Usko razmaknute procesne linije

Brodske strojarnice

Offshore platforme

Ventili u blizini konstrukcijskih nosača

Cjevovodi postavljeni blizu zidova

Postojeći sustavi zahtijevaju nadogradnju izolacije

U tim situacijama može se dati prednost najnižoj mogućoj debljini koja još uvijek zadovoljava toplinske zahtjeve.

8. Vanjska obloga

Vrsta i stanje površine vanjske obloge mogu utjecati na toplinsko zračenje.

Uobičajeni materijali za oblaganje uključuju:

Aluminij

Nehrđajući čelik

Pocinčani čelik

Tkanina-otporna na vremenske uvjete

Uklonjive presvlake izolacijske jakne

Materijal obloge, površinska emisivnost i način ugradnje trebaju biti uključeni u potpuni toplinski proračun.

Vodič za odabir tipične debljine

Sljedeća tablica daje samo opće smjernice. Konačna debljina mora biti potvrđena pomoću stvarnih projektnih podataka i toplinskih proračuna.

Ove raspone ne treba tretirati kao fiksne specifikacije proizvoda. Sloj od 10 mm može biti dovoljan za jedan cjevovod, ali neadekvatan za drugi koji radi na višoj temperaturi ili je izložen jačem vjetru.

Jedan sloj ili više slojeva?

Aerogel filc može se postaviti kao jednoslojni ili kao više{0}}slojni sustav.

Na primjer:

Ukupna debljina 6 mm: jedan sloj od 6 mm

10 mm ukupne debljine: jedan sloj od 10 mm

Ukupna debljina 20 mm: dva sloja od 10 mm

Ukupna debljina 30 mm: tri sloja od 10 mm

Višestruki slojevi često se preferiraju za visokotemperaturne-cijevi jer olakšavaju:

Postignite veću ukupnu debljinu

Pomaknite spojeve između slojeva

Smanjite izravne{0}}puteve prijenosa topline

Postavite materijal oko zakrivljenih površina

Zamijenite samo oštećeni vanjski sloj

Poboljšajte kontinuitet izolacije

Kada se postavlja više slojeva, uzdužni i obodni spojevi ne smiju se poravnati.

Zašto su zamaknuti zglobovi važni

Čak i kada izolacijski materijal ima nisku toplinsku vodljivost, praznine između dijelova mogu omogućiti odlazak topline.

Ako su spojevi nekoliko slojeva postavljeni izravno jedan iznad drugog, oni stvaraju izravniji-put prijenosa topline.

Teturanje zglobova pomaže:

Smanjite toplinske mostove

Poboljšajte ujednačenost temperature

Ograničite propuštanje topline kroz šavove

Poboljšajte ukupnu učinkovitost izolacijskog sustava

Sve dijelove treba usko postaviti bez pretjerane kompresije ili velikih otvorenih razmaka.

Izbjegavajte pretjeranu kompresiju

Aerogel filc treba čvrsto učvrstiti, ali ne smije biti jako stisnut.

Prekomjerna kompresija smanjuje ugrađenu debljinu. Budući da je toplinska otpornost izravno povezana s debljinom, komprimirana deka može pružiti manju izolaciju od očekivane.

Na primjer, ako je nazivni sloj od 10 mm komprimiran na 7 mm tijekom instalacije, instalirani sustav više ne pruža toplinski otpor izračunat za 10 mm.

Trake od-čeličnog nehrđajućeg čelika, žice ili drugi pričvršćivači trebali bi držati materijal na mjestu bez gnječenja.

Aerogel filc u odnosu na tradicionalnu debljinu izolacije

Aerogel filc općenito zahtijeva manju debljinu od mineralne vune, staklene vune ili kalcijevog silikata za postizanje slične toplinske otpornosti.

Sljedeći primjer služi samo za objašnjenje principa odabira:

Ove brojke pretpostavljaju da su svi materijali procijenjeni na istoj temperaturi i pod usporedivim uvjetima ispitivanja.

Stvarni industrijski izračuni su složeniji jer se toplinska vodljivost mijenja s temperaturom. Gustoća, vlaga, kompresija i kvaliteta ugradnje također mogu utjecati na rezultat.

Debljina za kontrolu kondenzacije

Za hladne cijevi, odabir debljine često se temelji na sprječavanju kondenzacije, a ne na očuvanju topline.

Do kondenzacije dolazi kada temperatura vanjske površine padne ispod točke rosišta okolnog zraka.

Potrebna debljina ovisi o:

Temperatura cijevi

Temperatura okoline

Relativna vlažnost zraka

Kretanje zraka

Performanse parne brane

Toplinska vodljivost izolacije

Aerogel filc može pružiti dobru toplinsku izvedbu unutar tankog sloja, ali kompletan sustav mora uključivati ​​pravilno zabrtvljene spojeve i odgovarajuću parnu branu.

Čak i mali otvor može omogućiti vodenoj pari da uđe u sustav i kondenzira se blizu površine hladne cijevi.

Debljina za zaštitu osoblja

Za vruće cjevovode koji se nalaze u blizini radnika, izolacijski sustav će možda trebati smanjiti temperaturu vanjske-površine na sigurnu razinu.

Potrebna debljina ovisi o:

Radna temperatura cijevi

Promjer cijevi

Vrijeme kontakta

Ambijentalni uvjeti

Površina za oblaganje

Zahtjevi za sigurnost gradilišta

Zaštita osoblja i ušteda energije ne zahtijevaju uvijek istu debljinu. Sloj koji je dovoljan da spriječi opekline ipak može dopustiti veći gubitak topline od cilja energetske-učinkovitosti projekta.

Oba zahtjeva stoga treba vrednovati odvojeno.

Debljina za ventile i prirubnice

Ventile i prirubnice teže je izolirati nego ravne dijelove cijevi jer imaju nepravilne oblike i moraju ostati dostupni za pregled i održavanje.

Aerogel filc je prikladan za ova područja jer se može rezati i oblikovati oko složenih komponenti.

Za ventile i prirubnice, kupci bi trebali razmotriti:

Dimenzije komponenti

Potrebne pristupne točke

Zazor vijaka i stabla

Dizajn poklopca koji se može skinuti

Broj slojeva aerogela

Vanjska tkanina ili metalna presvlaka

Metoda pričvršćivanja

Ponovljeno uklanjanje i ugradnja

Uklonjivi izolacijski omotač koji sadrži nekoliko slojeva aerogela može biti praktičniji od trajno instaliranog sustava.

Uobičajene greške-pri odabiru debljine

Odabir samo po temperaturi

Najviša temperaturna vrijednost ne označava debljinu izolacije. To samo pokazuje može li materijal podnijeti temperaturu.

Korištenje vodljivosti sobne-temperature

Toplinska vodljivost na 25 stupnjeva ne bi se trebala koristiti izravno za cjevovod koji radi na nekoliko stotina stupnjeva Celzijusa.

Ignoriranje vanjskog vjetra

Vjetar povećava konvektivne gubitke topline s izolirane površine i može utjecati na potrebnu debljinu.

Uspoređivanje samo nominalne debljine

Dva proizvoda iste nazivne debljine mogu imati različitu vodljivost, gustoću i ponašanje pri kompresiji.

Ignoriranje kompresije instalacije

Debljina nakon ugradnje može biti niža od debljine navedene u tehničkom listu proizvoda.

Nedostatak izolacije armatura

Neizolirani ventili, prirubnice i nosači mogu uzrokovati značajan gubitak topline, čak i kada su ravni dijelovi cijevi pravilno izolirani.

Odabir najtanje opcije samo na temelju cijene

Najniža početna cijena materijala može rezultirati većom dugoročnom-potrošnjom energije ako je izolacija pretanka.

Podaci koje treba dostaviti Dobavljaču

Da biste dobili pouzdanu preporuku debljine, dostavite:

Primjena cjevovoda ili opreme

Procesni medij

Normalna radna temperatura

Maksimalne i minimalne temperature

Vanjski promjer cijevi

Ukupna duljina cijevi

Broj ventila, koljena, prirubnica i T-komada

Potrebna temperatura vanjske-površine

Maksimalni dopušteni gubitak topline

Temperatura okoline

Brzina vjetra za vanjske instalacije

Unutarnje ili vanjsko okruženje

Dostupan prostor za ugradnju

Potrebna klasifikacija požara

Vanjski materijal za oblaganje

Projektna količina i mjesto isporuke

Dobavljač tada može preporučiti odgovarajući aerogel filc, broj slojeva i način postavljanja.

Često postavljana pitanja

Je li aerogel od 10 mm dovoljan za cijev visoke-temperature?

To može biti dovoljno za neke primjene, ali moraju se uzeti u obzir temperatura cijevi, promjer, uvjeti okoline i dopušteni gubitak topline. Visoko{1}}temperaturni sustavi često zahtijevaju više slojeva.

Mogu li se koristiti dva sloja od 10 mm umjesto jednog sloja od 20 mm?

Da. Dva sloja od 10 mm mogu osigurati ukupnu nominalnu debljinu od 20 mm. Njihovi spojevi trebaju biti raspoređeni kako bi se smanjio toplinski most.

Daje li deblji aerogel filc uvijek bolju izolaciju?

Veća debljina općenito povećava toplinski otpor, ali sustav treba optimizirati prema tehničkom cilju i cijeni projekta. Ugradnja više materijala nego što je potrebno možda neće pružiti dovoljnu dodatnu korist.

Koja je minimalna debljina filca aerogela?

Neki proizvodi dostupni su od otprilike 3 mm. Tanke vrste su korisne za ograničene prostore, složenu opremu i primjene gdje je potrebna samo umjerena toplinska otpornost.

Treba li izolaciju stisnuti tijekom postavljanja?

Ne. Materijal treba držati sigurno bez pretjerane kompresije jer smanjenje ugrađene debljine smanjuje toplinski otpor.

Kako mogu usporediti debljinu filca aerogela s mineralnom vunom?

Usporedite toplinski otpor pri istoj srednjoj temperaturi radije nego uspoređujte samo debljinu. Aerogel filc općenito može postići sličnu izolaciju s tanjim slojem.

Zaključak

Ispravna debljina filca aerogela ovisi o puno više od radne temperature. Moraju se uzeti u obzir promjer cijevi, toplinska vodljivost, dopušteni gubitak topline, površinski-temperaturni zahtjevi, uvjeti okoline i raspoloživi prostor za ugradnju.

Tanki slojevi od 3–10 mm mogu biti prikladni za kontrolu kondenzacije, ograničene prostore ili pojedinačne komponente opreme. Visoko{3}}temperaturni cjevovodi, spremnici i posude mogu zahtijevati dva ili više slojeva da bi se postigla potrebna izvedba.

Za pouzdan odabir, kupci trebaju dostaviti potpune radne i instalacijske podatke i zatražiti toplinski izračun na temelju vrijednosti vodljivosti pri stvarnoj radnoj temperaturi. Time se osigurava da sustav aerogel filca pruža pravu ravnotežu toplinske izvedbe, debljine ugradnje i troškova životnog ciklusa.