Aerogelová plsť se široce používá pro průmyslová potrubí, nádrže, ventily a vysokoteplotní{0}}zařízení, protože poskytuje silný tepelný výkon s relativně tenkou izolační vrstvou.

Neexistuje však jediná tloušťka aerogelové plsti vhodné pro každý projekt. Správná tloušťka závisí na provozní teplotě, průměru potrubí, okolních podmínkách, přípustných tepelných ztrátách a požadované teplotě vnějšího-povrchu.

Tato příručka vysvětluje, jak určit vhodnou tloušťku izolace z aerogelové plsti a jaké informace by měli kupující poskytnout, když žádají o doporučení.

Běžné tloušťky aerogelové plsti

Aerogelová plsť je běžně dostupná v následujících tloušťkách:

3 mm

5 mm

6 mm

8 mm

10 mm

Někteří výrobci mohou také poskytnout jiné tloušťky nebo kombinovat více vrstev, aby splnili specifické požadavky na izolaci.

Například aerogelová termoizolační plsť může být dodávána v tloušťkách 3 mm, 6 mm a 10 mm, zatímco jiné třídy aerogelových přikrývek mohou být dostupné v tloušťkách 5 mm, 8 mm a 10 mm.

Vybraná tloušťka by měla být založena na tepelných výpočtech spíše než na samotné dostupnosti produktu.

Proč na tloušťce záleží

Tloušťka izolace přímo ovlivňuje tři důležité výsledky projektu:

Tepelná ztráta

Silnější izolační vrstva obecně snižuje množství tepla přenášeného z horkého potrubí nebo povrchu zařízení do okolního prostředí.

Nižší tepelné ztráty mohou pomoci:

Snižte spotřebu paliva a energie

Udržujte procesní teplotu

Zlepšete efektivitu systému

Snižte zatížení kotlů a topných zařízení

Nižší dlouhodobé-provozní náklady

Vnější-povrchová teplota

Potrubí s vysokou{0}}teplotou může pracovníkům způsobit popálení. Zvýšení tloušťky izolace pomáhá snížit teplotu vnějšího povrchu.

Projekty zahrnující ochranu personálu mohou specifikovat maximální přípustnou povrchovou teplotu.

Dokončený průměr izolace

Silnější izolační systém zvětšuje celkový průměr potrubí. To může ovlivnit:

Prostor mezi sousedními potrubími

Rozložení potrubního stojanu

Přístup k ventilům a nástrojům

Vnější kovové opláštění

Konstrukce podpěry a závěsu

Povolení údržby

Protože aerogelová plsť má relativně nízkou tepelnou vodivost, může často dosáhnout požadovaného tepelného výkonu s menší tloušťkou než mnoho běžných izolačních materiálů.

Co určuje požadovanou tloušťku?

1. Provozní teplota

Teplota potrubí nebo zařízení je jedním z nejdůležitějších faktorů výběru.

Nízkoteplotní vodní potrubí může vyžadovat pouze tenkou izolační vrstvu, zatímco parní potrubí pracující při několika stech stupních Celsia může vyžadovat více vrstev.

Kupující by měli poskytnout:

Normální provozní teplota

Maximální trvalá teplota

Krátkodobá-vrcholová teplota

Minimální provozní teplota

Frekvence spouštění a vypínání

Materiál musí být vhodný pro celý teplotní rozsah, nejen pro normální provozní bod.

2. Tepelná vodivost

Tepelná vodivost popisuje, jak snadno teplo prochází materiálem. Nižší hodnota znamená lepší izolační výkon při stejné tloušťce.

Mnoho výrobků z aerogelové plsti má tepelnou vodivost přibližně0,015–0,020 W/(m·K) při pokojové teplotě nebo její blízkosti, v závislosti na jakosti produktu.

Například Nano Aerogel Felt má uvedenou tepelnou vodivost přibližně0,018–0,020 W/(m·K) při 25 stupních.

Tepelná vodivost se však obvykle zvyšuje s rostoucí teplotou. Výpočet tloušťky by proto měl používat údaje o vodivosti při skutečné průměrné provozní teplotě projektu spíše než pouze hodnotu naměřenou při 25 stupních.

3. Průměr potrubí

Průměr trubky ovlivňuje povrchovou plochu, kterou se teplo přenáší.

Trubka s malým{0}}průměrem a trubka s velkým-průměrem pracující při stejné teplotě mohou vyžadovat různé konstrukce izolace.

Kupující by měl poskytnout skutečný vnější průměr potrubí, nikoli pouze jmenovitý rozměr potrubí.

4. Požadovaná povrchová teplota

Některé projekty volí tloušťku izolace podle maximální přijatelné teploty na vnější straně izolačního systému.

To může být vyžadováno pro:

Ochrana personálu

Zařízení se nachází v blízkosti chodníků

Strojovny

Vnitřní zpracovatelské prostory

Ochrana blízkých kabelů a přístrojů

Dodržování bezpečnostních požadavků na místě

Pokud je specifikována nižší teplota vnějšího -povrchu, je obvykle vyžadována silnější vrstva.

5. Maximální přípustné tepelné ztráty

Projekty energetické{0}}účinnosti mohou definovat maximální přípustné tepelné ztráty na metr potrubí nebo na metr čtvereční povrchu zařízení.

Když jsou povolené tepelné ztráty nízké, tloušťka izolace se obecně musí zvýšit.

Výpočet by měl uvažovat jak aerogelovou plsť, tak kompletní izolační systém včetně švů, spojovacích prvků, opláštění a tepelných mostů.

6. Okolní podmínky

Okolní prostředí ovlivňuje přenos tepla z izolovaného povrchu.

Mezi důležité faktory patří:

Okolní teplota

Vnitřní nebo venkovní instalace

Rychlost větru

Vlhkost

Vystavení dešti

Sluneční záření

Pohyb vzduchu kolem potrubí

Venkovní potrubí vystavené silnému větru může ztrácet teplo rychleji než stejné potrubí instalované uvnitř.

7. Dostupný instalační prostor

Aerogelová plsť je užitečná zejména při omezeném prostoru pro instalaci.

Mezi typické aplikace-s omezeným prostorem patří:

Přeplněné stojany na potrubí

Těsně rozmístěné procesní linky

Námořní strojovny

Offshore platformy

Ventily v blízkosti konstrukčních podpěr

Potrubí instalované blízko zdí

Stávající systémy vyžadující modernizaci izolace

V těchto situacích může být preferována nejnižší možná tloušťka, která ještě splňuje tepelný požadavek.

8. Vnější opláštění

Typ a stav povrchu vnějšího pláště může ovlivnit sálání tepla.

Mezi běžné obkladové materiály patří:

Hliník

Nerez

Pozinkovaná ocel

Tkanina-odolná vůči povětrnostním vlivům

Odnímatelné izolační potahy bundy

Materiál obkladu, emisivita povrchu a způsob instalace by měly být zahrnuty do kompletního tepelného výpočtu.

Typický průvodce pro výběr tloušťky

Následující tabulka poskytuje pouze obecné pokyny. Konečná tloušťka musí být potvrzena pomocí skutečných projektových dat a tepelných výpočtů.

Tyto rozsahy by neměly být považovány za pevné specifikace produktu. 10mm vrstva může být dostatečná pro jedno potrubí, ale nedostatečná pro jiné provozované při vyšší teplotě nebo vystavené silnějšímu větru.

Jedna vrstva nebo více vrstev?

Aerogelová plsť může být instalována jako jednovrstvý nebo jako více{0}}vrstvý systém.

Například:

6mm celková tloušťka: jedna 6mm vrstva

10mm celková tloušťka: jedna 10mm vrstva

Celková tloušťka 20 mm: dvě vrstvy 10 mm

Celková tloušťka 30 mm: tři vrstvy 10 mm

U vysokoteplotních trubek se často upřednostňuje více vrstev, protože-usnadňují:

Dosáhněte větší celkové tloušťky

Střídavě spoje mezi vrstvami

Omezte přímé přenosy tepla-

Umístěte materiál kolem zakřivených ploch

Vyměňte pouze poškozenou vnější vrstvu

Zlepšete kontinuitu izolace

Při instalaci více vrstev by podélné a obvodové spoje neměly být zarovnány.

Proč na odstupňovaných kloubech záleží

I když má izolační materiál nízkou tepelnou vodivost, mezery mezi sekcemi mohou umožnit únik tepla.

Pokud jsou spoje několika vrstev umístěny přímo nad sebou, vytvářejí přímější cestu přenosu tepla-.

Rozložení kloubů pomáhá:

Snižte tepelné mosty

Zlepšete rovnoměrnost teploty

Omezte únik tepla přes švy

Zlepšete celkovou účinnost izolačního systému

Všechny sekce by měly být namontovány těsně bez nadměrného stlačení nebo velkých otevřených mezer.

Vyhněte se nadměrné kompresi

Aerogelová plsť by měla být pevně zajištěna, ale neměla by být silně stlačena.

Přílišné stlačení snižuje instalovanou tloušťku. Protože tepelný odpor přímo souvisí s tloušťkou, stlačená přikrývka může poskytovat méně izolace, než se očekávalo.

Pokud je například nominální 10mm vrstva během instalace stlačena na 7mm, instalovaný systém již neposkytuje tepelný odpor vypočítaný pro 10mm.

Nerezové-ocelové pásy, dráty nebo jiné spojovací prvky by měly držet materiál na místě, aniž by jej rozdrtily.

Aerogelová plsť vs tradiční tloušťka izolace

Aerogelová plsť obecně vyžaduje menší tloušťku než minerální vlna, skelná vlna nebo křemičitan vápenatý, aby se dosáhlo podobné tepelné odolnosti.

Následující příklad slouží pouze k vysvětlení principu výběru:

Tyto údaje předpokládají, že všechny materiály jsou hodnoceny při stejné teplotě a za srovnatelných zkušebních podmínek.

Skutečné průmyslové výpočty jsou složitější, protože tepelná vodivost se mění s teplotou. Výsledek může ovlivnit také hustota, vlhkost, komprese a kvalita instalace.

Tloušťka pro kontrolu kondenzace

U studených trubek je výběr tloušťky často založen spíše na prevenci kondenzace než na zachování tepla.

Ke kondenzaci dochází, když teplota vnějšího povrchu klesne pod rosný bod okolního vzduchu.

Požadovaná tloušťka závisí na:

Teplota potrubí

Okolní teplota

Relativní vlhkost

Pohyb vzduchu

Výkon parotěsné zábrany

Tepelná vodivost izolace

Aerogelová plsť může poskytovat dobrý tepelný výkon v tenké vrstvě, ale celý systém musí zahrnovat řádně utěsněné spoje a vhodnou parozábranu.

I malý otvor může umožnit pronikání vodní páry do systému a kondenzaci v blízkosti povrchu studeného potrubí.

Tloušťka pro ochranu personálu

U horkých potrubí umístěných v blízkosti pracovníků může být nutné, aby izolační systém snížil vnější-povrchovou teplotu na bezpečnou úroveň.

Požadovaná tloušťka závisí na:

Provozní teplota potrubí

Průměr trubky

Kontaktní čas

Okolní podmínky

Povrch obkladu

Požadavky na bezpečnost staveniště

Ochrana personálu a úspora energie nevyžadují vždy stejnou tloušťku. Vrstva dostatečná k zabránění popálení může přesto umožnit větší tepelné ztráty, než je cílová energetická-účinnost projektu.

Oba požadavky by proto měly být posuzovány samostatně.

Tloušťka pro ventily a příruby

Izolace ventilů a přírub je obtížnější než u přímých částí potrubí, protože mají nepravidelný tvar a musí zůstat přístupné pro kontrolu a údržbu.

Aerogelová plsť je vhodná pro tyto oblasti, protože ji lze řezat a tvarovat kolem složitých součástí.

U ventilů a přírub by kupující měli zvážit:

Rozměry součástí

Požadované přístupové body

Vůle šroubu a představce

Design odnímatelného krytu

Počet vrstev aerogelu

Vnější tkanina nebo kovový potah

Způsob upevnění

Opakovaná demontáž a instalace

Odnímatelný izolační plášť obsahující několik vrstev aerogelu může být praktičtější než trvale instalovaný systém.

Časté{0}}chyby při výběru tloušťky

Výběr podle samotné teploty

Nejvyšší teplotní hodnocení neudává, jak silná by měla být izolace. Ukazuje pouze, zda materiál snese teplotu.

Použití pokojové-teplotní vodivosti

Tepelná vodivost při 25 stupních by neměla být použita přímo pro potrubí pracující při několika stech stupních Celsia.

Ignorování venkovního větru

Vítr zvyšuje konvekční tepelné ztráty z izolovaného povrchu a může ovlivnit požadovanou tloušťku.

Porovnání pouze nominální tloušťky

Dva výrobky se stejnou jmenovitou tloušťkou mohou mít různou vodivost, hustotu a kompresní chování.

Ignorování instalační komprese

Tloušťka po instalaci může být nižší než tloušťka uvedená v technickém listu produktu.

Selhání při izolaci armatur

Neizolované ventily, příruby a podpěry mohou způsobit značné tepelné ztráty, i když jsou rovné části potrubí správně izolovány.

Výběr nejtenčí varianty pouze na základě ceny

Pokud je izolace příliš tenká, může mít nejnižší počáteční cena materiálu za následek vyšší-dlouhodobou spotřebu energie.

Informace k poskytnutí Dodavateli

Chcete-li získat spolehlivé doporučení tloušťky, poskytněte:

Aplikace potrubí nebo zařízení

Procesní médium

Normální provozní teplota

Maximální a minimální teploty

Vnější průměr trubky

Celková délka potrubí

Počet ventilů, kolen, přírub a T-kusů

Požadovaná teplota vnějšího povrchu-

Maximální povolené tepelné ztráty

Okolní teplota

Rychlost větru pro venkovní instalace

Vnitřní nebo venkovní prostředí

Dostupná montážní vůle

Požadovaná požární klasifikace

Vnější obkladový materiál

Množství projektu a místo dodání

Dodavatel pak může doporučit vhodnou aerogelovou plsť, počet vrstev a způsob instalace.

Často kladené otázky

Je 10mm aerogel dostačující pro vysokoteplotní-trubku?

Pro některé aplikace může být dostačující, ale je třeba vzít v úvahu teplotu potrubí, průměr, okolní podmínky a přípustné tepelné ztráty. Vysokoteplotní-systémy často vyžadují více vrstev.

Lze použít dvě 10mm vrstvy místo jedné 20mm vrstvy?

Ano. Dvě 10mm vrstvy mohou poskytnout celkovou nominální tloušťku 20mm. Jejich spoje by měly být posunuty, aby se omezily tepelné mosty.

Poskytuje silnější aerogelová plsť vždy lepší izolaci?

Větší tloušťka obecně zvyšuje tepelný odpor, ale systém by měl být optimalizován podle technického cíle a projektových nákladů. Instalace většího množství materiálu, než je nutné, nemusí poskytnout dostatečné dodatečné výhody.

Jaká je minimální tloušťka aerogelové plsti?

Některé produkty jsou dostupné od přibližně 3 mm. Tenké třídy jsou užitečné pro omezené prostory, složitá zařízení a aplikace, kde je vyžadován pouze střední tepelný odpor.

Měla by být izolace během instalace stlačena?

Ne. Materiál by měl být držen bezpečně bez nadměrného stlačení, protože zmenšení instalované tloušťky snižuje tepelný odpor.

Jak porovnám tloušťku aerogelové plsti s minerální vlnou?

Porovnejte tepelný odpor při stejné střední teplotě spíše než srovnávejte samotnou tloušťku. Aerogelová plsť může obecně dosáhnout podobného izolačního výkonu s tenčí vrstvou.

Závěr

Správná tloušťka aerogelové plsti závisí na mnohem více než na provozní teplotě. Je třeba vzít v úvahu průměr potrubí, tepelnou vodivost, přípustné tepelné ztráty, požadavky na povrchovou-teplotu, okolní podmínky a dostupný prostor pro instalaci.

Tenké třídy 3–10 mm mohou být vhodné pro kontrolu kondenzace, omezené prostory nebo jednotlivé součásti zařízení. Vysokoteplotní-potrubí, nádrže a nádoby mohou vyžadovat dvě nebo více vrstev k dosažení požadovaného výkonu.

Pro spolehlivý výběr by kupující měli poskytnout kompletní provozní a instalační údaje a požádat o tepelný výpočet na základě hodnot vodivosti při skutečné provozní teplotě. To zajišťuje, že systém aerogelové plsti poskytuje správnou rovnováhu mezi tepelným výkonem, instalační tloušťkou a náklady životního cyklu.