Теплоизоляция: 5 важных фактов, которые вы должны знать

Тема обсуждения: Теплоизоляция.

Определение теплоизоляции

Когда два объекта находятся в тепловом контакте друг с другом или под воздействием излучения, процесс истощения теплопередачи между объектами известен как теплоизоляция. Это полная противоположность тому, как можно определить теплопроводность. По сути, объект с очень низкой теплопроводностью можно рассматривать как хорошо изолированный материал. 

теплоизолятор

В то время как теплоизоляция - это процесс истощения теплопередачи, теплоизоляторы - это материалы, в которых используется процесс изоляции. Он предотвращает передачу тепловой энергии от одного объекта к другому. Это можно подробно рассмотреть с точки зрения термодинамики, понимая принципы тепловой энергии и многое другое.

зной Изоляция

Это форма энергии, которая зависит от другого фактора, называемого температурой. Передача энергии в виде тепла от одного тела к другому приводит к разнице температур. Тепло обычно переходит от более горячего тела к более холодному. Он играет важную роль в принципах термодинамики. Если тело холодное, это означает, что тепло удаляется, а не добавляется холод, что приводит к забавному факту об этой форме энергии.

Тепло можно передавать тремя разными способами.

1. кондукция
2. Соглашение
3. излучения

Проводимость - это процесс передачи энергии между двумя объектами, при котором обменная среда осуществляется посредством прямого контакта. В то же время конвекция - это передача энергии посредством движения материи с использованием воздуха в качестве среды. Излучение - это процесс передачи, который происходит без какой-либо среды, но с помощью электромагнитных волн.

Три уравнения, касающихся трех форм теплопередачи, следующие:

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

Конвекция: Q = hc · A · (Ts - Tf)

Излучение: P = e · σ · A · (Tr4 - Tc4) (с использованием закона Стефана-Больцмана)

Примеры способов передачи, которые могут быть обнаружены в нашей повседневной жизни под действием проводимости, могут быть такими же простыми, как ускоренные вибрирующие молекулы в руке при контакте с кружкой горячего кофе. Это означает, что рука нагрелась там, где передача энергии происходила посредством прямого контакта. 

Типичным примером конвекции может быть холодильный, где продукты, хранящиеся в холодильнике, по существу охлаждаются за счет конвекции воздуха и других хладагентов. 

Излучение - это способ передачи через пустоту, такой как тепло от солнца, достигающее Земли.

Почему теплоизоляция? Его цели и требования

Целью теплоизоляции является снижение температуры в помещении от небольшого размера, например, в отдельном доме, до такого сложного, как ядерный реактор. Теплоизоляция предназначена для защиты элементов конструкции от повреждений, вызванных влажностью или термическим воздействием на компонент. Зимой износ объекта или детали можно уменьшить с помощью теплоизоляции, которая служит для экономии энергии. При этом летом значительно снижается перегрев. 

Преимущества теплоизоляции

Теплоизоляция создает оптимальную среду, которая сохраняет тепло зимой и прохладу летом, обеспечивая комфортное проживание и работу. Из-за потребности в комфортных условиях жизни теплоизоляция значительно увеличивает затраты на энергосбережение и техническое обслуживание. Это также помогает предотвратить отложение влаги на внутренних стенах комнаты или контейнера, которое может быть вызвано воздействием температуры и влажности.

Теплоизоляция материалы

1. Стекловолокно
2. Полиуретановая пена
3. Целлюлоза
4. Полистирол
5. Минеральная вата

Теплоизоляция Стекловолокно: 

это наиболее распространенный и часто применяемый для утепления в современных домах метод. Его получают из тонко тканого кремния, переработанных осколков стекла и частиц песка, содержащих стеклянный порошок. 

Стекловолокно или стекловата обычно используются в качестве звукоизоляционного материала, внутреннего материала, применяемого под скатными крышами или деревянными полами. Поскольку стекловолокно теряет свою изоляционную ценность при контакте с сыростью или влагой, его чаще всего можно увидеть внутри домов, а не снаружи.

Значения теплоизоляции материала представлены как:

• Плотность = 25 кг / м³
• Теплоемкость = 800 Дж / кг · К
• Класс пожара => A2, S1, d0 (тушение самотушением и малым пламенем)
• λ = от 0.032 до 0.040 Вт / мл-К
• Сопротивление диффузии: 1

Целлюлоза:

Этот метод теплоизоляции считается одним из самых экологически чистых в настоящее время. Целлюлоза состоит на 70-80% из переработанного денима, бумаги или картона в виде рыхлой пены, сильно обработанной (15% по объему) (NHXNUMX) SO₄, борной кислотой или бурой. Он считается лучшей формой теплоизоляции от огнестойких решений, которые в основном используются для уменьшения теплопотерь и усиления шума. 

Свойства целлюлозы, 

• Теплопроводность = 40 мВт / м · К 
• Значение R = от R-2.6 до R-3.8 на 100 мм 
• Плотность = 57 кг / м3

Минеральная вата:

Стекловата или минеральная вата широко используются благодаря своим функциональным свойствам, простоте приобретения и простоте обращения. Минеральная вата представляет собой пряжу, изготовленную из расплавленного или переработанного стекла или камня (минеральной ваты). Минеральная вата изготавливается из базальта, в котором нити объединяются уникальным образом, образуя шерстяную структуру для изоляции. После этого вата прессуется в минеральные войлоки или плиты, которые можно купить на рынке для изоляции. 

Минеральная вата обычно используется для изоляции полых стен, наружных стен, перегородок и складских полов. Они также широко применяются в промышленных приложениях, таких как машины, кондиционеры и т. Д. 

Объекты: 

• λ = от 0.03 Вт / мК до 0.04 Вт / мК
• Плотность = 30-200 кг / м³
• R = 0.035 Вт / мК

Полистирол:

Это также широко известно как пенополистирол, водостойкая термопластичная пена, которая очень эффективно изолирует температуру и звук. Они бывают двух типов: EPS (расширенный) и XEPS (экструдированный), различающиеся по стоимости и производительности. Они обладают очень гладкой поверхностью изоляции, не встречающейся ни в каких других типах, обычно создаваемой в виде нарезанных блоков, что делает ее идеальной для изоляции. Пена иногда легко воспламеняется и требует покрытия из гексабромциклододекана (ГБЦД), огнезащитного химического вещества. 

Его существенные преимущества заключаются в том, что он обладает великолепными амортизирующими свойствами, легким по своей природе, низкой теплопроводностью и очень мало впитывает влагу, в основном 98% воздуха и на 100% пригоден для вторичной переработки. 

Объекты: 

• R = 4-5.5
• Плотность = 0.05 г / см3
• λ = 0.033 Вт / (м · К)
• Показатель преломления = 1.6

Полиуретановая пена:

Это наиболее распространенная и исключительная форма теплоизоляции, в которой в качестве вспенивателя используется нехлорфторуглерод (CFC), уменьшающий повреждение озонового слоя. Это пена с низкой плотностью, которая состоит из газа с низкой проводимостью в своей оболочке, которую можно распылять на изолированные участки. 

Они легкие с точки зрения относительности и весят почти 2 фунта / фут3. Они также огнестойкие и используются на таких поверхностях, как кирпичные блоки, бетон и т. Д., Путем прямой фиксации. Он также используется в случае незавершенной кладки, разрезая пену до нужной формы и размера. Затем на пену наносят конструкционный клей, прижимая его к поверхности кладки и герметизируя стыки между листами расширяющейся пеной. 

Объекты:

• λ = от 0.022 Вт / мК до 0.028 Вт / мК
• Плотность = 30 кг / м³ до 100 кг / м³
• R = 6.3 / дюйм толщины

Виды теплоизоляции

Одеяло: изоляция Batt and Roll

Самый известный и широко доступный вид изоляции - это изоляция Blanket, которая выпускается в форме Batts или Rolls. Он состоит из гибкого волокна, стекловолокна. Batts and Rolls также изготавливаются из минеральной ваты, пластика и натуральных волокон, таких как хлопок и овечья шерсть. Изоляция Blanket, скорее всего, будет использоваться в незавершенных стенах, полах и потолках, и эту изоляцию можно легко установить между стойками, балками и балками. Этот тип изоляции широко используется, поскольку подходит для стандартных расстояний между стойками и балками, которые сравнительно свободны от различных препятствий. Этот тип также относительно дорог по сравнению с другими.

Теплоизоляция бетонных блоков

Изоляцию бетонных блоков включают несколькими способами, например, добавляя в бетонную смесь шарик пенопласта или воздух, чтобы получить желаемые значения R. Изоляция из бетонных блоков широко используется для незавершенных стен, включая фундаментные стены, а также широко используется при строительстве и ремонте. Установка требует специальных навыков, таких как укладка, изоляция бетонных блоков без использования раствора и склеивание поверхностей. Жилы изолированы для достижения желаемых значений R, что также помогает нам снижать температуру.

Изоляционная бетонная пена 

Материал, используемый при ее изготовлении - пенопласт или пеноблоки. Этот тип утеплителя широко используется для отделки незавершенных стен, а также для фундаментных стен при новом строительстве. Они также включены как часть строительной сборки. Эта категория утеплителей широко используется в строительстве. Поскольку они встроены в стены дома, это увеличивает тепловое сопротивление.

Жесткая волокнистая или волокнистая изоляция

Стекловолокно и минеральная вата используются для усвоения волокнистой изоляции. Жесткая волокнистая изоляция широко используется в регионах, выдерживающих высокие температуры, и часто используется для воздуховодов в некондиционных помещениях. Волоконная изоляция устанавливается подрядчиками по ОВКВ, которые обычно производят изоляцию и устанавливают ее на вентиляционные отверстия. Они в основном используются по причине его способности выдерживать высокие температуры.

Конструкционные изолированные панели (СИП)

Это в первую очередь изоляция из пенопласта или жидкой пены и соломенная изоляция. Их используют в незавершенных стенах, потолках, полах и при первоначальном строительстве крыш. Они реализуются строителями, которые собирают SIP вместе для формирования стен и крыш. Преимущества использования этого типа изоляции обеспечивают стабильную и более высокую изоляцию по сравнению с традиционной изоляцией. Реализация SIP занимает ограниченное время.

Теплоизоляция в атомной сфере

Общая идея атомной электростанции заключается в том, что она используется для выработки электроэнергии с помощью ядерного деления. 

Активные зоны ядерных реакторов служат особой цели по высвобождению энергии огромного количества тепла и производимой работы. Защитная оболочка ядерного реактора в контейнере представляет собой большое пространство, включающее ядерную систему подачи пара (NSSS).

 NSSS имеет реактор, клапаны, трубопровод, насосы и другие различные компоненты и оборудование. NSSS производит очень значительную чистую положительную тепловую нагрузку. Изоляция горячей трубы и оборудования внутри реактора преследует одну цель: контролировать охлаждающие нагрузки защитной оболочки. Охлаждение защитной оболочки выполняется для удаления тепла, связанного непосредственно с водным объектом (река, озера и т. Д.), Или для охлаждения путем сжатия пара, такого как кондиционирование воздуха. Технические характеристики АЭС будут предупреждены, если источник тепла будет выделять тепло больше, чем стандартная скорость охлаждения.

Тепловые свойства утеплителя

При выборе изоляции необходимо учитывать особые основные факторы. Эти свойства меняются в зависимости от выбранного материала, от шерсти до теплоизоляции ядерного реактора. Разница в тепловых свойствах типов изоляции влияет на эффективность, производительность и надежность. 

Следует учитывать следующие свойства: 

Коэффициент излучения (E):

Материал, обозначенный как ε, определяется как отношение энергии, излучаемой материалом, к энергии, излучаемой черным телом при аналогичной температуре. С точки зрения непрофессионала, это полезно для испускания энергии в виде теплового излучения, такого как инфракрасная энергия.

Теплопроводность (C):

Это можно назвать разницей единиц температуры между двумя телами, которые определяют скорость установившегося теплового потока через единицу площади данного материала. 

Пределы температуры:

верхний и нижний уровни температуры должны соответствовать материалам, выбранным для изоляции. 

Тепловое сопротивление (R-значение): разность температур между двумя поверхностями индуцирует единичный тепловой поток через единицу площади объектов (км²/ Вт). 

Коэффициент теплопередачи (U):

посредством сборки общая проводимость теплового потока определяется как коэффициент теплопередачи. 

Теплопроводность (значение k): 

Где L = толщина материала, (м)

T = температура, (K)

q = тепловой поток, (Вт / м²)

Чтобы узнать больше о термодинамике кликните сюда!