Izolacja termiczna: 5 ważnych faktów, które powinieneś wiedzieć

Temat dyskusji: Izolacja termiczna

Definicja izolacji termicznej

Kiedy dwa obiekty są ze sobą w kontakcie termicznym lub pod wpływem promieniowania, proces zubożenia wymiany ciepła między podmiotami nazywany jest izolacją termiczną. Jest to przeciwieństwo tego, co można zdefiniować jako przewodnictwo cieplne. Zasadniczo przedmiot o bardzo niskiej przewodności cieplnej można uznać za materiał dobrze izolowany. 

Izolator termiczny

Podczas gdy izolacja termiczna jest procesem zmniejszania wymiany ciepła, izolatory termiczne to materiały wykorzystujące proces izolacji. Zapobiega przenoszeniu energii cieplnej z jednego obiektu do drugiego. Można to zobaczyć szczegółowo z perspektywy termodynamiki, jednocześnie rozumiejąc zasady energii cieplnej i nie tylko.

Ciepło Izolacja

Jest to forma energii, która zależy od innego czynnika zwanego temperaturą. Transfer energii w postaci ciepła z jednego ciała do drugiego powoduje różnicę temperatur. Ciepło zwykle przepływa od cieplejszego do zimniejszego ciała. Odgrywa znaczącą rolę w zasadach termodynamiki. Jeśli ciało jest zimne, oznacza to, że ciepło jest usuwane, a nie dodawane chłód, co daje zabawny fakt dotyczący tej formy energii.

Ciepło można przenosić na trzy różne sposoby.

1. Przewodzenie
2. Konwencja
3. Promieniowanie

Przewodnictwo to proces przenoszenia energii między dwoma obiektami, w którym środkiem wymiany jest bezpośredni kontakt. Jednocześnie konwekcja to przenoszenie energii poprzez ruch materii, wykorzystując powietrze jako medium. Promieniowanie to proces przenoszenia, który zachodzi bez żadnego ośrodka, ale za pomocą fal elektromagnetycznych.

Trzy równania dotyczące trzech form wymiany ciepła są następujące:

Przewodnictwo: Q = [k · A · (Thot - Tcold)] / d

Konwekcja: Q = hc · A · (Ts - Tf)

Promieniowanie: P = e · σ · A · (Tr4 - Tc4) (na podstawie prawa Stefana-Boltzmanna)

Przykłady sposobów przenoszenia, które można znaleźć w naszym codziennym życiu pod wpływem przewodzenia, mogą być tak proste, jak przyspieszone wibrujące cząsteczki w dłoni w kontakcie z kubkiem gorącej kawy. Oznacza to, że ręka rozgrzała się tam, gdzie przekazywanie energii odbywało się poprzez bezpośredni kontakt. 

Typowym przykładem konwekcji byłoby: chłodzenie, gdzie produkty spożywcze przechowywane w lodówce zasadniczo stygną w wyniku konwekcji powietrza i innych chłodziw. 

Promieniowanie to sposób przenoszenia przez pustkę, na przykład ciepło słońca docierające do ziemi.

Dlaczego izolacja termiczna? Jego cele i wymagania

Celem izolacji termicznej jest obniżenie temperatury w czymś tak małym, jak pojedynczy dom, do tak złożonego jak reaktor jądrowy. Izolacja termiczna ma na celu zabezpieczenie elementów konstrukcyjnych przed uszkodzeniami spowodowanymi wilgocią lub oddziaływaniem termicznym na element. Zużycie obiektu lub części można zmniejszyć zimą za pomocą izolacji termicznej, która służy oszczędzaniu energii. Jednocześnie w okresie letnim przegrzanie jest znacznie zmniejszone. 

Zalety izolacji termicznej

Izolacja termiczna tworzy optymalne środowisko, które zimą utrzymuje ciepło w otoczeniu, a latem chłód, umożliwiając wygodne życie i pracę. Ze względu na zapotrzebowanie na komfortowe warunki życia, izolacja termiczna znacznie zwiększa oszczędność energii i koszty utrzymania. Pomaga również zapobiegać osadzaniu się wilgoci na wewnętrznych ścianach pomieszczenia lub pojemnika, które może być spowodowane wpływem temperatury i wilgotności.

Izolacja cieplna materiały

1. Włókno szklane
2. Pianka poliuretanowa
3. Celuloza
4. Polistyren
5. Wełna mineralna

Izolacja termiczna Włókno szklane: 

to jest najczęściej stosowana i najczęściej stosowana jako metoda ocieplania domów współczesnych. Pochodzi z drobno tkanego krzemu, fragmentów szkła pochodzącego z recyklingu i cząstek piasku zawierających proszek szklany. 

Jako materiał do izolacji akustycznej stosuje się zwykle włókno szklane lub wełnę szklaną, materiał stosowany do wnętrz pod dachy spadziste lub podłogi drewniane. Ponieważ włókno szklane traci swoją wartość izolacyjną w kontakcie z wilgocią lub wilgocią, najczęściej można je zobaczyć wewnątrz domów, a nie na zewnątrz.

Wartości izolacji materiału są podane przez,

• Gęstość = 25 kg / m³
• Zdolność magazynowania ciepła = 800 J / kgK
• Klasa ogniowa => A2, S1, d0 (gaszenie przez własny i słaby płomień)
• λ = 0.032 do 0.040 W / ml-K
• Opór dyfuzyjny: 1

Celuloza:

Ten rodzaj izolacji termicznej jest uważany za jeden z najbardziej przyjaznych dla środowiska procesów współczesnych. Celuloza składa się w 70-80% z pochodzącego z recyklingu dżinsu, papieru lub tektury w postaci luźnej pianki, mocno obrabianej (15% objętości) (NH₄) ₂SO₂, kwasem borowym lub boraksem. Uważa się, że jest to najlepsza forma izolacji termicznej w stosunku do rozwiązań przeciwpożarowych, które są zasadniczo stosowane w celu zmniejszenia strat ciepła i zwiększenia przenoszenia hałasu. 

Właściwości celulozy, 

• Przewodność cieplna = 40 mW / m · K 
• Wartość R = R-2.6 do R-3.8 na 100 mm 
• Gęstość = 57 kg / m3

Wełna mineralna:

Wełna szklana lub wełna mineralna jest szeroko stosowana ze względu na swoje właściwości funkcjonalne, łatwy zakup i prostą obsługę. Wełna mineralna składa się z przędzy wytwarzanej ze stopionego lub poddanego recyklingowi szkła lub kamienia (wełna mineralna). Wełna skalna jest wytwarzana z bazaltu, w którym nici są połączone w unikalny sposób, aby uformować wełnianą strukturę izolacji. Następnie wełna jest prasowana w płyty lub płyty mineralne, które można kupić na rynku do celów izolacyjnych. 

Wełna mineralna jest zwykle używana do izolowania ścian szczelinowych, ścian zewnętrznych, ścian działowych i podłóg magazynowych. Są również szeroko stosowane w zastosowaniach przemysłowych, takich jak maszyny, klimatyzatory itp. 

Charakterystyka: 

• λ = 0.03 W / mK do 0.04 W / mK
• Gęstość = 30-200 kg / m³
• R = 0.035 W / mK

Polistyren:

Jest to również powszechnie znane jako styropian, to wodoodporna pianka termoplastyczna, która bardzo skutecznie izoluje temperaturę i dźwięk. Występują w dwóch typach: EPS (ekspandowany) i XEPS (wytłaczany), różniące się kosztem i wydajnością. Posiadają bardzo gładką powierzchnię izolacji, niespotykaną w innych typach, zwykle utworzoną z ciętych bloków, dzięki czemu doskonale nadają się do izolacji. Piana jest czasami łatwopalna i wymaga powłoki z heksabromocyklododekanu (HBCD), ognioodpornej substancji chemicznej. 

Jego znaczącymi zaletami są wspaniałe właściwości amortyzujące, lekkość, niska przewodność cieplna i bardzo mało wilgoci, w większości 98% powietrza iw 100% podlegająca recyklingowi. 

Charakterystyka: 

• R = 4-5.5
• Gęstość = 0.05 g / cm3
• λ = 0.033 W / (m · K)
• Współczynnik załamania światła = 1.6

Pianka poliuretanowa:

Jest to najobficiej występująca i wyjątkowa forma izolacji termicznej wykorzystująca niechlorofluorowęglowodór (CFC) jako środek porotwórczy w celu zmniejszenia uszkodzeń warstwy ozonowej. Są to pianki o niskiej gęstości, które składają się z gazu o niskiej przewodności w powłoce, który można natryskiwać na izolowane obszary. 

Są lekkie w teorii względności i ważą prawie 2 funty / stopę3. Są również ognioodporne i stosowane na powierzchniach takich jak bloki ceglane, beton itp. Poprzez bezpośrednie mocowanie. Stosuje się go również w przypadku niewykończonego muru, docinając piankę do pożądanego kształtu i rozmiaru. Piankę następnie pokrywa się klejem konstrukcyjnym dociskając ją do powierzchni muru i uszczelnia spoiny pomiędzy blachami rozszerzającą się pianką. 

Charakterystyka:

• λ = 0.022 W / mK do 0.028 W / mK
• Gęstość = 30 kg / m³ do 100 kg / m³
• R = 6.3 / cal grubości

Rodzaje izolacji termicznej

Koc: Batt and Roll Insulation

Najbardziej znanym i szeroko dostępnym rodzajem izolacji jest izolacja kocowa, dostępna w postaci Batts lub Rolls. Zawiera elastyczne włókno, włókno szklane. Batts and Rolls są również wykańczane z wełny mineralnej, plastiku i włókien naturalnych, takich jak bawełna i wełna owcza. Izolacja kocowa jest najprawdopodobniej stosowana w niewykończonych ścianach, podłogach i sufitach, a izolację tę można łatwo zamontować między słupkami, belkami stropowymi i belkami. Ten typ izolacji jest często stosowany, ponieważ jest odpowiedni dla standardowych rozstawów słupków i belek stropowych, które są stosunkowo wolne od różnych przeszkód. Ten typ jest również stosunkowo drogi w porównaniu do innych.

Izolacja termiczna z bloku betonowego

Izolację bloków betonowych wprowadza się na kilka sposobów, takich jak dodanie pasma pianki lub powietrza do mieszanki betonowej, aby uzyskać pożądane wartości R. Izolacja z bloczków betonowych jest szeroko stosowana w przypadku niewykończonych ścian, w tym ścian fundamentowych, a także jest szeroko stosowana przy budowie i renowacji. Instalacja wymaga specjalistycznych umiejętności, takich jak układanie w stosy, izolowanie bloków betonowych bez użycia zaprawy i klejenie powierzchni. Rdzenie są izolowane, aby osiągnąć pożądane wartości R, co pomaga nam również w umiarkowanych temperaturach.

Izolacyjna pianka betonowa 

Materiał użyty do wykonania tego to płyty piankowe lub bloki piankowe. Ten rodzaj izolacji jest często stosowany do wykonywania niewykończonych ścian, a także ścian fundamentowych w nowych konstrukcjach. Są one również włączone jako część zespołu budynku. Ta kategoria izolacji jest szeroko stosowana w budownictwie. Ponieważ są wbudowane w ściany domu, zwiększa odporność termiczną.

Sztywna izolacja z włókien lub włókien

Do asymilacji izolacji z włókien stosuje się włókno szklane i wełnę mineralną. Sztywna izolacja włóknista jest szeroko stosowana w regionach, które wytrzymują wysokie temperatury i często stosowana w kanałach w nieklimatyzowanych przestrzeniach. Izolacja światłowodowa jest zakładana przez wykonawców HVAC, zwykle produkuje izolację i instaluje ją na otworach wentylacyjnych. Są one wykorzystywane głównie ze względu na ich zdolność do wytrzymywania wysokich temperatur.

Strukturalne panele izolacyjne (SIP)

Jest to przede wszystkim rdzeń izolacyjny z płyty piankowej lub pianki płynnej oraz izolacja ze słomy. Są wkomponowane w niewykończone ściany, sufity, podłogi i wstępną konstrukcję dachów. Są wdrażane przez pracowników budowlanych, którzy montują SIP w celu utworzenia ścian i dachów. Zalety stosowania tego typu izolacji zapewniają spójną i wyższą izolację w porównaniu z tradycyjną izolacją. Wdrożenie protokołu SIP zajmuje ograniczoną ilość czasu.

Izolacja termiczna w sektorze jądrowym

Ogólna idea elektrowni jądrowej polega na tym, że jest ona wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej w wyniku rozszczepienia jądrowego. 

Rdzenie reaktorów jądrowych służą szczególnemu celowi, uwalniając ogromne ilości ciepła i wydajności pracy. Zamknięcie reaktora jądrowego w kontenerze to duża przestrzeń obejmująca system zaopatrzenia w parę jądrową (NSSS).

 NSSS ma reaktor, zawory, rury, pompy i inne różne komponenty i wyposażenie. NSSS wytwarza bardzo duże dodatnie obciążenie cieplne netto. Izolacja na gorącej rurze i sprzęcie wewnątrz reaktora ma jeden cel: kontrolowanie obciążeń chłodniczych. Chłodzenie kontenerowe jest wykonywane w celu usunięcia ciepła związanego bezpośrednio z zbiornikiem wodnym (rzeka, jeziora itp.) Lub w celu chłodzenia kompresyjnego pary, takiego jak klimatyzacja. Specyfikacje techniczne elektrowni jądrowych zostaną zaalarmowane, jeśli źródło ciepła będzie emitować ciepło większe niż standardowa szybkość chłodzenia.

Właściwości termiczne izolacji

Podczas wyboru izolacji należy wziąć pod uwagę szczególne, podstawowe kwestie. Właściwości te różnią się w zależności od wybranego materiału, od wełny po izolację termiczną reaktora jądrowego. Różnica we właściwościach termicznych typów izolacji ma wpływ na wydajność, wydajność i trwałość. 

Różne właściwości, które należy wziąć pod uwagę, to: 

Emisyjność (E):

Materiał zapisany jako ε jest definiowany jako stosunek energii wypromieniowanej przez materiał do energii wyemitowanej przez ciało doskonale czarne w podobnej temperaturze. Mówiąc prościej, jest przydatny w emitowaniu energii jako promieniowania cieplnego, takiego jak energia podczerwona.

Przewodność cieplna (C):

Można to określić na podstawie jednostkowej różnicy temperatur między dwoma ciałami, które określają szybkość przepływu ciepła w stanie ustalonym przez jednostkę powierzchni danego materiału. 

Limity temperatury:

górny i dolny poziom temperatury powinny być spełnione przez materiały wybrane do izolacji. 

Opór cieplny (wartość R): różnica temperatur między dwiema powierzchniami indukuje jednostkowe natężenie przepływu ciepła przez jednostkę powierzchni obiektu (Km²/ W). 

Współczynnik przenikania ciepła (U):

przez zespół ogólne przewodnictwo przepływu ciepła jest określane jako współczynnik przenikania ciepła. 

Przewodność cieplna (wartość k): 

Gdzie L = grubość materiału, (m)

T = temperatura, (K)

q = natężenie przepływu ciepła, (W / m²)

Aby dowiedzieć się więcej o termodynamice Kliknij tutaj!

Podstawowe MŚP TechieScience

Zespół TechieScience Core MŚP to grupa doświadczonych ekspertów merytorycznych z różnych dziedzin nauki i techniki, w tym fizyki, chemii, technologii, elektroniki i elektrotechniki, motoryzacji, inżynierii mechanicznej. Nasz zespół współpracuje przy tworzeniu wysokiej jakości, dobrze udokumentowanych artykułów na szeroki zakres tematów naukowych i technologicznych dla witryny TechieScience.com.

Wszystkie nasze starsze MŚP mają ponad 7-letnie doświadczenie w odpowiednich dziedzinach. Są to albo pracujący profesjonaliści z branży, albo związani z różnymi uniwersytetami. Wspominać Nasi autorzy Strona, na której można poznać nasze podstawowe MŚP.