RP-Energie-Lexikon - вакуумни изолационни панели, вакуумни изолационни панели, вакуумна изолация, функционален принцип,

Съкращение: VIP = панел за вакуумна изолация

Определение: топлоизолационен панел, който използва принципа на вакуумната топлоизолация

Оригинално създаване: 29.09.2016; последна промяна: 08.05.2020

За целите на топлоизолацията се използват различни видове изолационни плочи; Особено ефективен тип това са вакуумните изолационни панели, известни още като вакуумни изолационни панели. Той се основава на принципа на вакуумната изолация, който позволява много ниски коефициенти на топлопреминаване въпреки малката дебелина на слоя.

Функционален принцип и структура на вакуумните изолационни панели

Основната идея на вакуумната изолация е, че топлопроводимостта не е възможна във вакуум, т.е.по принцип може да бъде предотвратена, доколкото е възможно, чрез евакуирана кухина. Обаче не би работило, например, просто да се проектира кубовидна плоча по такъв начин, че тя просто да представлява безвъздушна кухина с тънка стена - поради две причини:

Топлоизолационният ефект не би бил особено добър дори при много добър вакуум, тъй като топлината под формата на топлинна радиация все още може да се прехвърля между външните стени. (Няма материали с излъчвателна способност точно нула, а топлинното излъчване = инфрачервената светлина може лесно да премине през вакуума.)
Практически проблем би била и механичната стабилност, тъй като такава плоча е изложена на много големи сили поради външното въздушно налягане, което не се компенсира от противоналягане, например на запълнена с въздух кухина. При нормално атмосферно налягане от около 1000 hPa възниква сила, съответстваща на теглото от 10 тона на квадратен метър повърхност на плочата, която не много стабилна плоча би могла лесно да впечатли.

Тези проблеми се решават от факта, че панелът за вакуумна изолация не съдържа просто голяма безвъздушна кухина вътре, а така наречената опорна сърцевина, която се състои от отворен порест материал и е затворена от обвиваща система с висока плътност. Ядрото за поддръжка трябва да отговаря на следните изисквания:

Резултатният коефициент на топлопреминаване (U-стойност) на вакуумна изолационна плоча съдържа два приноса: един от твърдия материал, който се определя от топлопроводимостта в материала и топлинното излъчване през порите, и един, който зависи от налягането на въздуха в порите. Вторият принос може да бъде значително намален чрез намаляване на това въздушно налягане (т.е. с възможно най-добър вакуум). За това обаче не ви е необходим идеален вакуум. Вакуумната изолационна плоча има така нареченото наполовина налягане, дефинирано като въздушното налягане, при което зависимата от налягането част на топлинния транспорт е наполовина по-голяма, отколкото при нормалното въздушно налягане. На практика е достатъчен вакуум с качество, при което оставащото въздушно налягане е значително по-ниско (напр. Десет пъти по-ниско) от това наполовина налягане; по-нататъшното подобряване на вакуума би донесло само малко допълнителен ефект на изолация.

Разработени са различни материали за такива опорни ядра, по-специално пластмасови пяни с отворени клетки, микрофибърни материали, перлит (минерални материали) и пирогенни силициеви киселини. Последните две дори могат да се използват като насипен прах. Постижимата топлопроводимост с добър вакуум е приблизително в диапазона от 0,003 до 0,008 W/(K m) - за сравнение със стойността от 0,026 W/(K m) за неподвижен въздух при нормално налягане. Интересното е, че такива материали се различават много по отношение на налягането на полуживот. За много материали (напр. Материали от микрофибър) това е около 1 mbar, т.е. H. само при една хилядна от нормалното въздушно налягане, докато това може да бъде стотици милибара за димен силициев диоксид. В последния случай се изисква само много лошо качество на вакуума за добър изолационен ефект (подобно на други пълнежни материали).

За да се поддържа вакуумът, създаден по време на производството, възможно най-трайно, системата за обвивки трябва да има много добро постоянно уплътнение. Не е достатъчно да се избегнат каквито и да е повреди по обвивката, но материалът трябва също така да потиска дифузията на всички въздушни компоненти (включително водни пари), доколкото е възможно. В допълнение, топлопроводимостта през покриващия материал от тесните страни на плочите, които се превръщат в челни съединения по време на употреба, трябва, разбира се, да бъде възможно най-ниска. Често се използват алуминиеви пароизолирани (метализирани) пластмасови филми, при които много тънък слой алуминий, от една страна, допринася значително за херметичността (намаляване на дифузията на газове), но от друга страна само леко допринася за топлопроводимостта. По този начин висококачествените системи постигат експлоатационен живот от няколко десетилетия.

Срокът на експлоатация на вакуумните изолационни панели под въздействието на определено ниво на дифузия на газове може да бъде значително удължен чрез използване на така наречените гетерни материали, които химически свързват молекулите азот и кислород със себе си и по този начин ги изтеглят от проникналия газ. Те обаче не влияят на химически много инертните благородни газове, които също се съдържат във въздуха в малка степен; Следователно аргонът по-специално продължава да допринася за постепенното влошаване на изолационния ефект. Други вещества действат като сушилни, т.е. H. те свързват водни пари.

Вътре в плътния капак често се използва руно, за да се предотврати засмукването на прах при изпомпване на въздуха.

Загуба на изолация при повреда

Ако вакуумният изолационен панел е механично повреден, например чрез пробиване или забиване на пирон, вакуумът се губи много бързо. Тогава целият панел губи значителна част от изолационния си ефект; не само локален термомост възниква в непосредствена близост до повредената зона. За съжаление не винаги е лесно да се каже, че дискът е повреден; това е недостатък на тази система.В края на краищата ефектът на изолация обикновено не е лош дори след такива повреди. Б. увеличете до три пъти идеалната стойност, но все пак бъдете по-добри от конвенционалната изолационна плоча със същата малка дебелина.

От само себе си се разбира, че такива панели не могат да се режат по размер на място; те могат да се полагат само в предоставената форма. За това обикновено има смисъл първо да се изработи точен план за полагане. По-малките части от площта, която трябва да бъде топлоизолирана, могат да бъдат запълнени с конвенционални изолационни панели, които лесно могат да бъдат нарязани по размер на място.

На строителните площадки рискът от повреда е доста висок, ако не се направи внимателно. Например, на строителната площадка трябва да се осигурят безопасни места за съхранение на необработените панели, които са направени от остри ръбове като Б. ноктите и камъните се пазят безплатно. Панелите трябва да бъдат проверени визуално и хаптично отново преди инсталирането.

Известна защита срещу повреда може да бъде постигната чрез доставяне на вече ламинирани изолационни плоскости. Поради тази причина някои продукти се предлагат само в тази форма. Този подход обаче има недостатъка, че значително увеличава общата дебелина и че щетите са още по-трудни за откриване.

Разработени са различни системи, които не позволяват непременно директно измерване на налягането на газа в изолационна плоча, но поне индиректен контрол на функционалността. Например, смукателен звънец, приложен отвън, може да се използва за проверка на външното налягане, при което мембраната на обвивката е изтеглена навън. Други методи се основават на локална проверка на топлопроводимостта. В някои случаи повредените и непокътнати панели могат да бъдат разграничени чрез обикновен тест на удар.

Приложения на вакуумни изолационни панели

Основното предимство на тези панели е, че може да се постигне много нисък коефициент на топлопреминаване (U-стойност) с малка дебелина на слоя. Например, ако поддържащото ядро има топлопроводимост 0,005 W/(K m) и материалът на черупката има само малък принос за топлопроводимостта, е ефективен коефициентът на топлопреминаване от около 0,25 W/(K m 2) (което би било доста добре за фасада на къща ) вече е възможно с дебелина на слоя само 2 см; като се вземе предвид системата с пликове, може да получите 2,5 до 3 cm. Типичната изолационна плоча от експандиран полистирол трябва да е с дебелина около 16 cm. Вакуумната топлоизолация позволява високоефективна изолация дори в тесни пространства. Моля, имайте предвид обаче, че действителните U-стойности на наличните вакуумни изолационни панели могат да бъдат доста различни в зависимост от типа.

От друга страна, има недостатъците на относително високата цена и голямата загуба на изолационния ефект, ако е повреден. Тези недостатъци причиняват ограничения в използването и изискват също особено внимателна обработка.

В някои приложения вакуумните изолационни панели се оказаха особено подходящи, тъй като предимствата са особено ефективни, докато недостатъците са ограничени. Пример за това е топлоизолацията на хладилници, фризери и електрически котли. При тези приложения ниската дебелина на изолационния материал е особено важна, тъй като в противен случай би се загубил ценен обем на охладено помещение, например. От друга страна, обработката на материала се извършва при добре контролируеми условия във фабрика и е малко вероятно да бъде повредена по-късно във фабриката. Приносът на тези материали към производствените разходи може да бъде сравнително малък за висококачествени устройства.

Вакуумните изолационни панели, от друга страна, не са идеално подходящи за голяма площ при топлоизолация на сгради поради споменатите недостатъци (ако само високата цена). Има обаче и случаи, когато има смисъл да се използват, особено при енергийно ефективното обновяване на сградите. Например, в случай на последваща топлоизолация на достъпната зона на балкон, под която се намира отопляемо помещение, много ниска дебелина на изолационния слой може да бъде много желана, защото в противен случай би се получила непрактична стъпка на входната врата; може да има проблеми и с оттичането на дъждовната вода. От друга страна, разходите за няколко квадратни метра такива панели не са твърде значителни в сравнение с другите разходи. Други типични приложения са вътрешната изолация на фасади, покриви и подове, ролетни кутии, радиаторни ниши, капандури и прозорци.

Въпроси и коментари от читатели

Как би изглеждала изолацията на превозно средство (кемпер) с вакуумни изолационни панели? Би ли било работещо?

Опасявам се, че това едва ли би било практично. Такива панели не могат да се режат по размер или да се адаптират по друг начин; ако го повредите, вакуумът се губи.

Тук можете да предложите въпроси и коментари за публикуване и отговор. Авторът на RP-Energie-Lexikon ще вземе решение за приемането според определени критерии. По същество въпросът е, че въпросът е от широк интерес.

Ако получите помощ тук, може да искате да върнете услугата с дарение, с което подкрепяте по-нататъшното развитие на енергийния речник.

Защита на данните: Моля, не въвеждайте тук никакви лични данни. И без това не бихме ги публикували и скоро щяхме да ги изтрием. Вижте и нашата политика за поверителност.

Ако искате лична обратна връзка или съвет от автора, моля, пишете му по имейл.

С изпращането си давате съгласието си да публикувате вашите записи тук в съответствие с нашите правила.

Ако харесвате този уебсайт, моля, уведомете вашите приятели и колеги - д. Б. чрез социалните медии, като кликнете тук:

Тези бутони за споделяне са настроени по начин, удобен за защита на данните!

Код за връзки на други уебсайтове

Ако искате да публикувате връзка към тази статия другаде (например на вашия уебсайт, социални медии, дискусионни форуми или в Уикипедия), можете да намерите кода тук. Такива връзки могат да бъдат Б. бъдете много полезни за обяснения на думи.

HTML връзка към тази статия:

С изображение за предварителен преглед (вижте полето точно над това):

Ако смятате за подходящо да поставите линк в Уикипедия, напр. Б. под "== Уеб връзки ==":

Въпрос за викторина

Ако изберете отговори и след това натиснете този бутон, ще получите допълнителни обяснения вляво.