تابلوهای وکیوم – و پانل های عایق کاری وکیوم (VIP) ، عایق های بسیار نازک و با کارایی بالایی هستند که می توانند تا ۲۰ برابر بیشتر از محصولات عایق سنتی دوام و ماندگاری داشته باشند.
موارد استفاده از تابلوهای وکیوم :
ساختمان ها
لوازم خانگی
سیستم های حمل و نقل مواد فاسد شدنی
اولین تابلوهای وکیوم در سال ۱۹۳۰ از مواد متخلخل محصور شده در لاستیک ساخته شدند . مواد نانو ساختار شده از دهه ۱۹۶۰ میلادی شروع به ظهور کردند . در دهه ۵۰ ، یک هسته پشم شیشه به یک تابلوی فولادی متصل شد . توسعه تابلوهای وکیوم شدت گرفت و اولین تابلوهای وکیوم ساخته شده از سیلیس رسوب شده در دهه ۱۹۹۰ شروع به نمایش کردند .
اصول عایق کاری وکیوم حدود ۱۰۰ سال است که شناخته شده است و چندین دهه است که در طراحی لوازم خانگی مورد استفاده قرار می گیرد . اکنون علم مواد پیشرفت کرده و توجه به راندمان و بازده انرژی ساختمان ها افزایش یافته است . از این رو می شود نتیجه گرفت که محصولات وکیوم در بسیاری از صنایعی که قبلاً مورد استفاده قرار نگرفته اند ، کاربردهای گسترده ای پیدا کنند .
تابلوهای وکیوم چگونه ساخته می شوند ؟
یک پانل عایق کاری وکیوم از یک ماده هسته سفت و بسیار متخلخل ساخته شده است که در یک پاکت بیرونی نازک و محکم با گاز محصور شده است . این پاکت برای جلوگیری از ورود گازهای بیرون در پانل تخلیه و آب بندی می شود . ترکیب مواد متخلخل و خلا باعث مقاومت حرارتی بسیار بالایی می شود .
مواد اصلی برای ساخت تابلوهای وکیوم
مواد اصلی برای تابلوهای وکیوم باید به یک ساختار کاملاً متخلخل باز اجازه دهد تا تخلیه شود . این مواد برای مقاومت در برابر فشار مکانیکی باید از مقاومت فشاری کافی برخوردار باشند . طبقات مواد هسته ای اساساً شامل سه ساختار به عنوان پودرهای ریز ، الیاف و فوم ها هستند .
هر ساختار خواص مکانیکی جامد ذاتی خود را دارد . حداقل چگالی برای تحمل بارهای فشار جو مشخص است . همین مورد برای مرکز تابلو (COP) برای هدایت حرارتی که به ستون فقرات جامد ماده اصلی بستگی دارد نیز معتبر است. ماده اصلی باید از کمترین هدایت حرارتی ممکن برای اطمینان از بهترین عملکرد تابلوهای وکیوم برخوردار باشد .
مواد مطلوب دارای ساختار ریزپردازنده هستند و قادر به جذب رطوبت هستند . در غیر این صورت ، گیرنده ها باید اضافه شوند . متداول ترین مواد اصلی فیبرهای سیلیس و شیشه است . در چند مورد ، فوم های پلیمری سلول باز ، به عنوان مثال کف های مخصوص پلی اورتان یا پلی استایرن استفاده می شود .
عدم نفوذ پذیری گاز عامل اصلی مؤثر در انتخاب مواد برای تابلوهای وکیوم است .. علاوه بر این ، هدایت حرارتی کم نیز برای حفظ اثر پل حرارتی تا حد ممکن در امتداد لبه های پانل ها بسیار مهم است . به دلیل بارهای مکانیکی که در هنگام ساخت و ساز رخ می دهد ، مواد استفاده شده نیز باید از مقاومت کافی در برابر عوامل محیطلی برخوردار باشند .
مواد مورد استفاده برای فلاسک های ترموسی نیز به طور کلی برای پانل های عایق وکیوم تخت مناسب هستند . این مواد عبارتند از فولاد ضد زنگ ، آلومینیوم و شیشه . در ترکیب با مواد پرکننده مانند کف و الیاف ، در واقع فقط این مواد به نفوذپذیری بالای گاز مورد نیاز دست می یابند . عدم نفوذ پذیری بالای گاز الزامی برای محصولات بادوام است . بیشتر سازندگان برای تهیه تابلوهای وکیوم از لمینت های پلاستیکی با مانع بالا ، آلومینیوم ، فیلم های کامپوزیت آلومینیوم و فیلم یا ورق های استیل ضدزنگ استفاده می کنند .
هدایت حرارتی یک تابلوهای وکیوم خشک به خوبی ارزیابی شده با هسته سیلیس فرو رفته مقدار بسیار زیادی پس از تولید است .
فناوری تابلوهای وکیوم :
ضخامت های بسیار کم عایق (۱۰ میلی متر تا ۲۵ میلی متر) ، افزایش ظرفیت حجم برنامه های کاربردی که کمبود فضای آن برای ضخامت عایق کاری است. علاوه بر این ، هنگامی که پانل ها به درستی نصب شده و از آسیب و نفوذ محافظت می شوند ، عملکرد پایدار و طولانی مدتی دارند . پانل عایق حرارتی با کارایی بالا از ۸ تا ۱۰ برابر رسانای حرارتی پایین تر از سایر مواد عایق معمولی برخوردار هستند .
پانل عایق کاری خلاء چیست؟
پانل عایق خلاء ، دارای یک هسته ریزپردازنده است که در یک پاکت نازک و محکم با گاز بسته می شود .
پنل های عایق تابلوهای وکیوم یا خلاء پانل های مخصوصی هستند که از عایق کاری خلاء به شکل تخته استفاده می کنند . خلاء یا عدم وجود هوا هیچگونه هدایت حرارتی ندارد . فقط اشعه می تواند از طریق خلاء عبور کند . این تابلو ها برای باریکترین راه حل ممکن هدایت حرارتی برجسته ای دارند و نسل بعدی محصولات عایق در نظر گرفته می شوند .
مزایای استفاده از تابلوهای وکیوم
راندمان حرارتی عالی
تابلوهای وکیوم عملکرد عایق کاری مناسبی را ارائه می دهند که نسبت به سایر مواد عایق معمولاً در دسترس پیشرفت قابل توجهی دارند .
ایده آل برای ارتقاء عایق در هنگام بهسازی
هنگام ارتقاء عملکرد حرارتی در یک ساختمان موجود ، اغلب می توان بدون داشتن ضخامت در ساخت و ساز ، عایق کاری بیشتری را جابجا کرد ، که ممکن است میزان نور روز را در داخل ساختمان یا طولانی تر کردن گرما کاهش دهد ، اما با استفاده از تابلوهای وکیوم ، این امر به دلیل نازک بودن آن ها قابل بهبود است .
عمر طولانی
تابلوهای وکیوم راه حل مناسبی در مناطقی است که عدم وجود فضای ساخت و ساز یا ضخامت آن مسئله ای است ، برای مثال عایق بندی بهتر می تواند در کف بدون نیاز به بالا بردن تخته های موجود یا رادیاتور و بدون تغییر سطح کف حاصل شود . خاکبرداری از کف یا اضافه کردن در یک مرحله در درگاه هنگام افزودن به یک پسوند یا بالکن جدید .
طراحی براق داشتن فضای زیادی برای عایق بودن اغلب می تواند ظاهر و ساختمان را به خطر بیاندازد ، اما در مورد تابلوهای وکیوم ، همان سطح عایق نیز می تواند حاصل شود که عایق بسیار نازک تر است . مناطقی دشوار مانند پنجره های خواب یا بالکن که به دلیل کمبود فضای موجود ممکن است عایق بندی نشده باشند ، بدون نیاز به تغییر در طراحی ساختمان عایق بندی می شوند .
ساختار ، مکانیسم و استفاده از پانل های عایق کاری خلاء در ساختمان ها
عایق حرارتی یکی از روش های پرکاربرد برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها است . تابلوهای عایق کاری وکیوم یا به اختصار VIP مواد عایق حرارتی جدیدی است که در ۲۰ سال گذشته در بازار داخلی و خارج از کشور مورد استفاده قرار گرفته است . علاوه بر این ، تابلوهای عایق کاری وکیوم که کامپوزیت هایی با هسته معدنی و پاکت نامه ای از سه لایه PET متالیزه و یک لایه آب بندی PE دارند می توانند مقاومت در برابر آتش کلاس B را فراهم کنند (مواد اصلی آنها قابل اشتعال نیست و به عنوان A1 طبقه بندی می شوند). در مقایسه با سایر مواد عایق حرارتی معمولی ، عملکرد عایق حرارتی و مقاومت در برابر آتش ، پایه و اساس برنامه های تابلوهای عایق کاری وکیوم را در صنعت ساخت و ساز تشکیل می دهد . ساختار و مکانیسم عایق حرارتی تابلوهای وکیوم و پتانسیل کاربرد و مشکلات آن ها در ساختمان ها به تفصیل شرح داده شده است .
معرفی
در حال حاضر ، مصرف انرژی ساختمان ها بسیار پایدار مانده است و به ۳۳ درصد از کل مصرف انرژی اجتماعی رسیده است . به طور خاص ، مصرف انرژی از طریق سازه های محصور بیش از ۵۰٪ از مصرف انرژی ساختمان را تشکیل می دهد . برای کاهش مصرف انرژی ساختمان ، مواد عایق حرارتی کاربرد های گسترده ای را دریافت کرده اند . با توجه به هدایت حرارتی کم ، مواد عایق حرارتی آلی از تصویب گسترده ای برخوردار بوده اند . با این حال ، در سال های اخیر ، حوادث مکرر آتش سوزی به دلیل این مواد عایق حرارتی آلی رخ داده است .
در دهه ۱۹۸۰ ، براون ، Boverie و Cie در هایدلبرگ آلمان ، موارد تخلیه مستطیل شکل پر شده از پودرها و تشک های فیبر را برای عایق کاری باتری های درجه حرارت بالا سدیم گوگرد مورد بررسی قرار دادند . برنامه های کاربردی برای تابلوهای وکیوم در یخچال و فریزر و حمل و نقل و هوافضا و سایر صنایع ظاهر شده است . تابلوهای وکیوم برای اولین بار در سال ۲۰۰۱ در بخش ساختمان در آلمان و سوئیس بکار گرفته شدند . تا به امروز ، استفاده از تابلوهای وکیوم در صنعت ساختمان تقریباً ۲۰ سال به طول انجامیده است . تهیه مواد ، تولید تابلوها ، توصیف عملکرد و کاربرد در ساختمان های دارای تابلوهای وکیوم توسط کشورهای مختلف در سراسر جهان مورد بررسی قرار گرفته است . به عنوان مثال ، در آلمان پروژه های آزمایشی زیادی با سازه های پیاده سازی VIP ، اعم از ساخت و سازهای جدید و جدید انجام شده است . برخی از اوایل سال ۲۰۰۱ ساخته شده اند و از آن زمان به طور منظم مورد نظارت قرار می گیرند .
نمونه هایی از تعدادی از ساخت و سازهای مختلف که در آن از تابلوهای وکیوم در پاکت های ساختمانی مقاوم استفاده شده است ، در تاریخ گزارش شده است . در طی دوره سال های ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۵ ، تلاش های بین المللی در تحقیقات VIP در IEA / ECBCS ضمیمه ۳۹ عایق حرارتی با کارایی بالا (HiPTI) جمع آوری شد . این پروژه شامل نظارت و ارزیابی ۲۰ ساختمان دارای عایق های وکیوم در کف ، سقف ، دیوارها ، پنجره ها و سایر سازه ها بود . در کشور چین ، دولت همچنین “استاندارد صنعت ساختمان چین” را برای “پانل های عایق خلاء ساختمان ها” (JG / T 438-2014) در تاریخ ۳۰ ژوئن سال ۲۰۱۴ منتشر کرده بود .
تابلوسازی تیراژکار با بیش از ۱۰ سال تجربه در زمینه طراحی و ساخت انواع تابلو چلنیوم آماده خدمت رسانی به شما مشتریان عزیز می باشد.
ساختار تابلوهای وکیوم
هسته
مواد هسته تابلوهای وکیوم باید دارای مشخصات خاصی باشند . در ابتدا ، مواد باید متخلخل باشند و اندازه منافذ آن به اندازه ای باشد که نقاط تماس کوچک باشند . در نتیجه ، هدایت حرارتی کاهش می یابد .
در حال حاضر ، انواع اصلی هسته های تابلوهای عایق وکیوم شامل کف ، فیبر ، پودر و کامپوزیت های فیبر پودر است .
پلیمرهای فوم نوعی فوم متخلخل هیتند که سبک ، عایق حرارتی ، جذب صدا ، ضد ضربه و مقاوم در برابر خوردگی است . فوم پلی اورتان کاربرد های گسترده ای را به عنوان ماده اصلی تابلوهای وکیوم دریافت کرده است .
فیبر یک ماده معدنی با کارایی بالا است که کیفیت های مختلفی را نشان می دهد ، به عنوان مثال غیر قابل انعطاف پذیری ، غیر سمی بودن ، مقاومت در برابر خوردگی ، چگالی کم ، هدایت حرارتی کم ، عملکرد عایق بالا و پایداری شیمیایی عالی . فیبر توسط دو فرآیند اصلی تولید می شود : چرخش گریز از مرکز و شلیک جت . از پانل های ساخته شده از الیاف می توان به عنوان مواد عایق حرارتی با هدایت حرارتی ۳۲-۴۰ mW / m · K استفاده کرد . به عنوان ماده هسته تابلوهای عایق خلا وکیوم ، پارامترهای اصلی الیاف از نوع و قطر هستند . هسته های تابلوهای وکیوم در حال حاضر از فیبرهای معدنی و الیاف شیشه ای استفاده می کنند .
پودرهای مورد استفاده در هسته های تابلوهای وکیوم همه مواد معدنی ، غیر فلزی از جمله پرلیت منبسط شده ، پومیس سبک و سیلیس هستند . پرلیت گسترش یافته یک ماده عایق با هدایت حرارتی کم است . به عنوان یک ماده اصلی VIP ، پرلیت گسترش یافته دارای مزایایی مانند کم هزینه بودن است . با این حال ، به عنوان یک پودر ، پردازش و شکل دادن اشکال بسیار دشوار است . علاوه بر این ، هسته شکننده است و حتی پس از تشکیل اشکال ، به راحتی می شکند . به عنوان یک ماده اصلی تابلوهای وکیوم ، سیلیس شامل سیلیس دودی (همچنین به عنوان سیلیس پیروژنیک شناخته می شود) ، سیلیس رسوب شده و آلیژل سیلیکا است . نوع اول با روش احتراق تهیه می شود ، در حالیکه دو نوع دوم با سنتز فاز محلول تهیه می شوند . همه آن ها دارای ساختارهای نانوذرات هستند و بنابراین می توانند هدایت حرارتی گازها را کاهش دهند .
برای کاهش هزینه ساخت هسته های تابلوهای وکیوم ، یک ماده هسته کامپوزیت کم هزینه در سال ۲۰۰۹ توسط انستیتوی شورای ملی تحقیقات در ساخت و سازها (NRC-IRC) مورد بررسی قرار گرفت . این ماده اصلی از ساختارهای چند لایه پانل های توده ای و شیشه ای تشکیل شده است . دو محصول با تراکم ۳۴۰ کیلوگرم بر متر مکعب و ۳۲۰ کیلوگرم بر متر مکعب برای مواد اصلی تولید شد .
کامپوزیت های پودر فیبر نوعی ماده اصلی هستند . از آنجا که این ماده هسته حاوی لایه های فیبر است ، برخی شرایط نامطلوب مانند بازگرداندن هسته به شکل اصلی آن ، می تواند نتیجه داشته باشد ، که بیشتر به دلیل نشت گاز از طریق غشاء می باشد . اگر تابلوهای وکیوم ساخته شده از این مواد اصلی بر روی دیوارهای ساختمان ها اعمال شود ، نشت از بین غشاها می تواند باعث شود سطح از دیوارها خارج شود . بنابراین ، کاربرد این محصولات نیاز به تحقیقات بیشتر دارد .
به طور خلاصه ، نیاز شدید به خلاء بالا ، تأثیر منفی بر محیط و اشتعال پذیری هسته های فوم از نوع کاربرد آن ها در عایق بندی حرارتی دیوارهای ساختمان را محدود می کند . اگرچه الیاف از هدایت حرارتی پایینی برخوردار هستند ، اما این ماده اصلی تابلوهای وکیوم نیاز به خلاء بالایی دارد . علاوه بر این ، هنگامی که خلاء از بین می رود ، الیاف باعث ایجاد اثرات ناخواسته مانند دیواره های شکافته شده می شوند . اگرچه میزان هدایت پودرها نسبت به سایر انواع مواد اصلی بیشتر است ، اما پودرها به دلیل دوام طولانی مدت مورد نظرشان مورد توجه بیشتری قرار می گیرند .
غشاء
عملکرد اصلی غشاها جلوگیری از ورود هوا در محیط خارجی به هسته و در نتیجه حفظ خلاء بالا در داخل است . پس از ورود گازها به هسته داخلی ، فشار داخلی افزایش می یابد ، که باعث افزایش هدایت حرارتی هسته داخلی می شود . هنگامی که هدایت حرارتی به مقادیر خاصی برسد ، اگر از عمر کاری گذرا استفاده شود ، مواد به پایان عمر کاری خود می رسند . ضخامت غشای تابلوهای وکیوم معمولاً ۱۰۰-۲۰۰ میکرومتر است . غشاهای تابلوهای وکیوم اغلب به لایه آب بندی ، لایه مانع و یک لایه محافظ تقسیم می شوند . این لایه ماده اصلی را در پاکت مهر و موم می کند و به طور سنتی از پلی اتیلن کم چگالی یا پر فشار (PE) تشکیل شده است . سطوح ورقه ورقه توسط دو نوار داغ تحت فشار برای اتصال به یکدیگر حرارتی می شوند . لایه میانی در مورد نوع ورقه آلومینیومی (AF) از نوع لایه مانع است . علاوه بر این ، لمینت های چند لایه فیلم پلیمری متالیزه شده (MF) کاربری مشترک دارند ، جایی که پوشش فلزی به طور معمول در فیلم پلی اتیلن ترفتالات (PET) سپرده می شود . هدف از لایه مانع جلوگیری از انتقال بخار آب و انتقال هوا از طریق پاکت و به هسته تابلوهای وکیوم است . به عنوان مثال ، یک لایه محافظ خارجی می تواند برای بهبود مقاومت در برابر آتش اضافه شود و ممکن است از پارچه الیاف شیشه ای یا لاک شفاف باشد . استرس های محیطی و جابجایی ممکن است به پانل آسیب برساند ، بنابراین گاهی اوقات یک لایه محافظ اضافی با هدف ساخت تابلو محکم تر ، به عنوان مثال ، استفاده از پلی استایرن منبسط شده (EPS) ، پلی استایرن اکسترود شده (XPS) ، یا لایه های گرانول لاستیک یا صفحات پلیمری سخت .
غشاء مهم ترین پارامتر در حفظ طول عمر برای تابلوهای وکیوم است . ارزیابی مواد غشایی تابلوهای وکیوم شامل میزان نفوذ گازها از جمله اکسیژن و بخارات آب می باشد . ساختار مواد غشایی تا حد زیادی بر انتقال گازها تأثیر می گذارد . ساختار های مختلف سرعت انتقال مختلف را ایجاد می کنند . غشاء های چند لایه با روکش فلزی از رسانایی حرارتی کمی برخوردار هستند ، اما سرعت نفوذ گازها نسبتاً زیاد است . در مقابل ، سرعت نفوذ گازها برای لایه های فویل نسبتاً کم است ، اما هدایت حرارتی بالاست . به طور خلاصه ، استفاده از غشاهای پانل های تابلوهای وکیوم نیاز به ارزیابی اثرات هم افزایی لایه فویل و لایه پلیمر دارد .
میزان نفوذ سد هوا نیز باید اندک باشد . بنابراین ، هسته سیلیس پیروژنیک می تواند ۳۰ تا ۵۰ سال و حتی تا ۱۰۰ سال در پاکت های ساختمانی با کیفیت بالا دوام داشته باشد . آژانس بین المللی انرژی (IEA) در گزارش سال ۲۰۰۵ خود خاطرنشان كرده است كه میزان نفوذ اكسیژن باید در محدوده ۲/۰ cm3 در مترمربع کنترل شود . شیر بستگی به اندازه تابلوهای وکیوم دارد و فقط به عنوان یک مقدار تجربی قابل استفاده است . اگر هسته داخلی خلاء خود را از دست دهد ، فشار داخلی با فشار اتمسفر بیرونی برابر می شود و هدایت حرارتی برای نوع سیلیس پیروژنیک هسته های پنل های تابلوهای وکیوم به ۰٫۰۲۰ W / (m · K) افزایش می یابد .
گیرنده
گیرنده ماده ای است که تحت شرایط خاص فعالیت خاصی را نسبت به گازهای خاص نشان می دهد . برای به دست آوردن خلاء برای قسمت داخلی تابلوهای وکیوم ، هسته داخلی توسط مواد غشایی محصور می شود . در یک هسته فیبر شیشه ای تابلوهای وکیوم با نیاز به خلا بالا ، گیرنده ها نیاز به جمع آوری و حذف گازها دارند زیرا اندازه منافذ هسته فیبر نسبت به نوع هسته سیلیس فوم بزرگتر است. گازهایی که به هسته VIP نفوذ می کنند در درجه اول شامل N2 ، O ، H2 ، CO2 و H2O هستند . بخار آب را می توان با CaSO4 و CaO کم هزینه حذف کرد . گازهایی مانند O2 ، H2 ، CO2 و N2 را می توان با فلزات فعال مانند باریم ، زیرکونیوم و آلیاژهای این فلزات حذف کرد . نکته قابل توجه این است که این فلزات گرانبها می توانند با استفاده از آب پیچیده یا واکنش نشان دهند و این باعث کاهش ظرفیت جذب گاز می شود. بنابراین دستگاه گیرنده برای حذف بخار آب و سپس سایر گازها طراحی شده است .
مکانیسم عایق حرارتی تابلو های وکیوم
در مواد عایق حرارتی معمولی ، سهم سه مکانیسم انتقال حرارت در هدایت حرارتی متفاوت است . با افزایش تراکم ، انتقال حرارت جامد بصورت خطی افزایش می یابد . در مقابل ، انتقال اشعه با افزایش تراکم فله کاهش می یابد . به عنوان مثال ، هنگامی که چگالی تقریباً ۲۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است ، افزایش در هدایت حرارتی ناشی از انتقال تابش تقریباً ۱-۳mW / m · K است . سرانجام ، انتقال حرارت گاز مسئولیت اکثر کل انتقال حرارت است ، با مقادیر بین ۲۰ و ۳۰ مگاوات بر متر مکعب . بنابراین ، اگر انتقال حرارت گاز کاهش یابد ، هدایت حرارتی مواد به طرز چشمگیری کاهش می یابد .
بدون دیدگاه