Принцип действия сверхтонкого теплоизолятора АКТЕРМ


Современный высокотехнологичный сверхтонкий теплоизолятор АКТЕРМ

Сверхтонкое теплоизоляционное покрытие АКТЕРМ это материал, который не имеет аналогов, как на отечественном рынке, так и за рубежом. Благодаря использованию доработанных российскими учеными технологий, АКТЕРМ обладает уникальными характеристиками при доступных ценах. Согласно проведенным испытаниям изоляция может использоваться при диапазоне температур –70 °С…+260 °С, а ее гарантированный срок службы составляет 10 лет при наружном применении и 15 лет при внутреннем. Также материал показал превосходные результаты по адгезии ко многим материалам, эластичности, прочности.
На рис. 1 схематически изображена структура теплоизоляционного покрытия, которая позволяет лучше разобраться в принципах его работы. В состав основы из акрила и каучука введены микросферы двух типов: стеклянные (с разреженным воздухом внутри) и силиконовые (с воздухом). Застывание материала на поверхности, по сути, не что иное, как испарение воды и полимеризация. В результате образуются коконы с центром в виде силиконовой микросферы и окружающих ее стеклянных. Такая структура не только высокопрочная и эластичная, но и обладает минимальной теплопроводностью.

Структура материала АКТЕРМ

Рис. 1. Структура материала АКТЕРМ

Практическое применение материала АКТЕРМ также имеет много преимуществ. Самое главное – сверхтонкая изоляция (до 4 мм), в отличие от стандартной теплоизоляции, позволяет ее наносить по всей поверхности. Малая толщина покрытия обеспечивает не только комфортные условия работы, но и удобство для своевременного обнаружения любых протечек, которые на обычной изоляции проявляются лишь со временем.
Широкий диапазон температур, при которых может применяться данная теплоизоляция, делает её подходящей как для труб с холодной водой, так и с паром. Главное, что все участки теплопровода визуально открыты и доступны для ремонта, а также профилактики. Поэтому при правильном подходе и регулярном осмотре, материал АКТЕРМ дает возможность сделать минимальной вероятность аварий за счет регулярного профилактического осмотра сетей.

Показатели материала по поверхностной температуре
Известно, что допустимая температура поверхности, не причиняющая вред человеку, составляет 45 °С. При этом человек может держать руку на поверхности, не опасаясь ожогов. Традиционное изоляционное покрытие из минеральной ваты и кожуха на поверхности как раз имеет такую температуру, которая обеспечивается толщиной изоляции в 50 мм и более.
Испытания показали, что температура на поверхности покрытия АКТЕРМ составляет +75 °С…+90 °С. При этом человек может спокойно прикасаться к поверхности, также не получая никаких ожогов.
Секрет опять же в уникальной структуре материала (рис.2). Мы уже говорили, что полимеризированный материал представляет собой «коконы», оболочку которых составляют стеклянные микросферы с разреженным газом. Именно они выступают над поверхностью материала и нивелируют все три пути теплопередачи: конвекцию, теплопроводность и лучистую энергию. Поэтому когда человек касается рукой участка, покрытого теплоизоляцией АКТЕРМ, в точке касания материал сразу остывает почти до температуры руки.

 

Уникальные тепловые свойства поверхности АКТЕРМ

Рис. 2. Уникальные тепловые свойства поверхности АКТЕРМ

В то же время измерительные приборы показывают завышенную температуру +70 °С…+75 °С. Причина такого большой разницы в контактном методе определения температуры и показателях приборов кроется в технологии измерения. Для этого, как показано на рис.3, к поверхности прикладывается датчик. Поверхность датчика препятствует конвекции, которая и обеспечивает быстрое остывание материала при касании рукой. В отсутствии конвекции материал не остывает и его температура остается высокой, что и фиксирует датчик.\

 

Погрешность измерений при использовании контактных термометров вследствие экранизации конвекции

Рис.3. Погрешность измерений при использовании контактных термометров вследствие экранизации конвекции

Интересно, что бесконтактные термометры также показывают завышенную температуру. Правда, причина тут уже не в экранировании конвекции, а в радиационной засветке (рис.4). Другими словами, излучение от поверхности полимера может менять показания на десятки градусов. Это объясняется тем, что поверхность микросфер легко меняет свою температуру.

 

Иллюстрация радиационной засветки при использовании бесконтактных термометров

Рис. 4. Иллюстрация радиационной засветки при использовании бесконтактных термометров

Проблема состоит в том, что человек может спокойно держать руку на поверхности с покрытием АКТЕРМ, но рекомендуемые к использованию термометры показывают температуру на поверхности +75 °С…+90 °С. Это превышает оговоренные нормами +45 °С. В результате следует сделать оговорку о том, что для покрытия АКТЕРМ допустимая к эксплуатации температура составляет +75 °С…+90 °С, и она является безопасной. Конечно, есть еще один способ достичь показаний измерительных приборов в +45 °С. Но для этого потребуется наносить дополнительные слои покрытия, что является нецелесообразным с технологической точки зрения. Эффект к снижению температуры дают первые 4 слоя (1-й резко, остальные заметно снижая температуру). Чтобы понять, почему дальнейшее увеличение толщины покрытия не имеет смысла, рассмотрим пути теплоотдачи через материал АКТЕРМ (рис. 5).

 

Пути теплоотдачи через материал АКТЕРМ
Рис. 5. Пути теплоотдачи через материал АКТЕРМ

По результатам испытаний выяснилось, что любое увеличение толщины покрытия свыше 5 мм дает снижение на несколько градусов максимум. Это означает, что основной показатель теплоизоляции – коэффициент теплоотдачи имеет сильную корреляцию с температурной разницей в системе покрытие – окружающая среда и температурой поверхности. В результате можно сделать вывод, что основу теплоотдачи составляет излучение.
С физической точки зрения такое падение температуры объясняется тем, что температура в выражении для мощности теплового потока через излучение стоит в четвертой степени, а через другие пути теплопередачи только в первой степени. Еще одно следствие приведенных на рисунке 5 формул состоит в том, что чем ниже температура, тем ближе по значению потери от лучистой и конвективной теплоотдачи.
Благодаря описанным выше свойствам температура на поверхности не превышает +50 °С…+70 °С, причем касание поверхности не приносит никакого вреда. Более того, потери тепла через покрытие намного ниже, чем через обычные теплоизоляторы. Все это говорит о том, что сравнение материала АКТЕРМ со стандартной теплоизоляцией не имеет оснований, следовательно, нормы для покрытия АКТЕРМ должны быть отдельные.
Но это далеко не все преимущества материала АКТЕРМ. Следует также выделить такие его характеристики, как устойчивость к ультрафиолету и коррозии. Причем устойчивость к последней достигается путем создания непроницаемого для влаги покрытия, которое, кроме того, минимизирует образование конденсата на поверхности.
На рис. 6 продемонстрированы отражающие свойства материала. Он отлично подходит не только для внутреннего, но и для наружного применения. Самой частой причиной коррозии является задержка воды на поверхности. Это может быть изморозь, наледь, дождевая вода или снег.

 

Материал АКТЕРМ как теплоотражающий барьер
Рис.6. Материал АКТЕРМ как теплоотражающий барьер

Материал АКТЕРМ позволяет обеспечить такое покрытие, на котором не будут задерживаться осадки, и который долго будет сохранять температуру. То есть АКТЕРМ это, по сути, тепловой отражающий барьер. Он не допускает конденсацию, впитывание и задержку влаги на поверхности, сохраняя температуру резервуаров длительное время.
В комплексе все описанные характеристики материала АКТЕРМ дают покрытию толщиной 1 мм такие свойства, какими могут обладать любые известные стандартные изоляторы.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *