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Fieltro de aerogel como material aislante de ahorro energético en aplicaciones de tuberías térmicas

Índice

Descripción de la tubería térmica

Una tubería térmica designa las tuberías de calefacción que parten de salas de calderas, salas de motores de combustión directa, centros de calefacción, etc., y transportan el calor desde las fuentes de calor hasta los puntos de entrada térmica de los edificios. Varias tuberías de calefacción forman una red. Con el desarrollo económico y el impulso de las políticas de calefacción centralizada, la superficie cubierta por la calefacción centralizada seguirá creciendo. Una red de tuberías de calefacción tan extensa exige un sistema de aislamiento robusto que garantice la eficiencia energética y la seguridad durante el transporte.

Las tuberías de calefacción desde la planta de la fuente de calor hasta los usuarios térmicos se dividen en redes primaria y secundaria. La red primaria comprende las tuberías de calefacción desde la fuente de calor hasta la estación térmica, mientras que la red secundaria abarca las tuberías desde la estación térmica hasta los usuarios térmicos. Normalmente, la red primaria presenta diámetros que van de DN500 a DN1000, mientras que la red secundaria tiene diámetros menores, de DN125 a DN300.

Los métodos de instalación de las tuberías de calefacción suelen incluir métodos subterráneos y aéreos. La instalación subterránea comprende los métodos de zanja y de enterramiento directo, mientras que la instalación aérea implica la colocación elevada. La red primaria tiene una temperatura del agua de impulsión de 120-150 °C y una temperatura del agua de retorno de 70-90 °C. La elevada calidad del agua de la red primaria influye de forma significativa en la eficacia del aislamiento, lo que afecta tanto a la eficiencia de la calefacción como a los beneficios económicos de las operaciones térmicas.

Materiales de aislamiento actuales y problemas existentes en las redes de tuberías térmicas

Rollo de manta aislante de aerogel y aislamiento para tuberías

En la actualidad, las capas de aislamiento de las tuberías de calefacción centralizada emplean predominantemente materiales como la lana de roca y la lana de vidrio. La lana de roca es una fibra inorgánica fabricada a partir de rocas naturales como el basalto y la piedra pómez mediante fusión y fibrado. La lana de vidrio, por su parte, es una fibra inorgánica artificial que se obtiene fundiendo materiales como la piedra caliza, la arena de cuarzo y la dolomita hasta convertirlos en vidrio, que después se fibra y se procesa con un aglutinante.

El uso de materiales de lana de roca y lana de vidrio plantea varios problemas:

  1. Estabilidad deficiente: Tras la instalación, la eficacia inicial cumple los requisitos de diseño. No obstante, después de varios meses de funcionamiento, la pérdida de calor por radiación aumenta, lo que provoca el fallo gradual de la capa de aislamiento. La naturaleza blanda de materiales como la lana de roca y la lana de vidrio, que dependen de aglutinantes para su cohesión, los hace propensos a fallar a medida que dichos aglutinantes se degradan con el tiempo. Además, las vibraciones provocadas por golpes de ariete y fluctuaciones de presión en la tubería provocan el asentamiento del material y generan una capa desigual. Este asentamiento puede dar lugar a huecos entre la tubería y la capa de aislamiento, lo que favorece el intercambio de calor por convección y aumenta la pérdida de calor por radiación.

  2. Corrosión bajo la capa de aislamiento: La estructura porosa de los materiales de lana de roca y lana de vidrio permite la penetración de humedad. Cuando la humedad se infiltra en la capa de aislamiento y reacciona con las paredes de la tubería, se produce oxidación, lo que provoca corrosión y fugas. Incluso los materiales de lana de vidrio tratados para ser hidrófobos no pueden soportar el uso prolongado en entornos de zanja con alta temperatura y alta humedad.

  3. Vida útil corta: Debido a la rápida degradación de materiales de aislamiento tradicionales como la lana de roca, es necesario sustituirlos con frecuencia. El envejecimiento provoca un aumento de las pérdidas de calor, mayores costes de mantenimiento y mayores riesgos de seguridad, por lo que es preciso sustituirlos cada 3-4 años.

Según las estadísticas, las pérdidas de red en los procesos de calefacción centralizada pueden representar hasta el 5 % de la producción térmica total. El notable impacto de un aislamiento deficiente en las pérdidas por radiación de la red hace necesario recurrir a materiales de aislamiento superiores para reducir las pérdidas energéticas, disminuir las emisiones de carbón y gas en la fuente y aportar beneficios económicos y sociales positivos.

Ventajas del uso de fieltro de aerogel en redes de tuberías térmicas

Aislamiento con fieltro de aerogel para tuberías de vapor

  1. Excelente rendimiento de aislamiento térmico: Comparación de los indicadores de prestaciones de aislamiento térmico entre los materiales de aislamiento tradicionales y el aerogel como material de aislamiento:

    Material de aislamientoFieltro de lana de rocaFieltro de lana de vidrioFieltro de aerogel
    Conductividad térmica a temperatura ambiente (25°C) (W/(m·K))0.0490.0440.020
    Conductividad térmica a alta temperatura (300°C) (W/(m·K))0.09040.08310.036
    Densidad (kg/m³)60-12050-120≤220
    Temperatura máxima de servicio (°C)≤400≤300-195~650
    HidrofobicidadDeficienteDeficienteBuena
    Vida útil (años)2-52-510-20

  2. Mayor eficiencia energética y económica: Tomando como ejemplo la tubería principal de calefacción de una ciudad, al comparar lana de vidrio de 60 mm y aislamiento de aerogel de 30 mm para instalación aérea con un diámetro de DN800, los resultados son los siguientes:

    Material de aislamientoFieltro de lana de vidrioFieltro aislante de aerogel
    Espesor del aislamiento (mm)6030
    Diámetro exterior tras el aislamiento (mm)940880
    Temperatura del agua de impulsión (°C)150150
    Pérdida de calor por unidad de longitud (W/m)323.8211.7
    Temperatura ambiente (°C)2020
    Velocidad del viento (m/s)00
    Temperatura superficial tras el aislamiento (°C)42.736.6
    Tasa de ahorro energético (%)—34.6

    El uso de fieltro de aerogel en lugar de fieltro de lana de vidrio no solo reduce el espesor del aislamiento en un 50%, sino que también logra una tasa de ahorro energético del 34,6%.

  3. Resistencia al fuego hasta clase A: El propio material apenas contiene sustancias orgánicas y su comportamiento frente al fuego cumple los requisitos de la clase A2 de la norma GB 8624-2012, lo que garantiza la seguridad durante la instalación y el funcionamiento.

  4. Reducción de la corrosión bajo la capa de aislamiento: Como el material en sí está libre de iones de cloruro y presenta una hidrofobicidad extremadamente alta, con una tasa de repelencia al agua superior al 99,6%, un sellado adecuado puede prevenir la acumulación de vapor de agua en el lado interior de la capa de aislamiento, minimizando la corrosión debajo del aislamiento.

  5. Larga vida útil: El fieltro aislante de aerogel presenta una resistencia excepcional al envejecimiento y una gran estabilidad dimensional, con una vida útil de hasta 10 años, muy superior a la de los materiales tradicionales.

  6. Mayor seguridad en la explotación y el mantenimiento: En las tuberías tendidas en zanjas, el espacio limitado entraña peligros inherentes, y los trabajos en espacios confinados conllevan un alto riesgo de asfixia e intoxicación. En comparación con materiales tradicionales como la lana de vidrio, el fieltro de aerogel, gracias a su mayor vida útil y a su comportamiento estable, reduce la frecuencia de sustitución de materiales, lo que minimiza eficazmente los trabajos en espacios confinados y disminuye la incidencia de accidentes, garantizando una explotación y un mantenimiento seguros.

  7. Respetuoso con el medio ambiente: El fieltro de aerogel utiliza sílice como materia prima y no contiene sustancias tóxicas ni nocivas. Es un material ecológico y respetuoso con el medio ambiente, similar a la arena, que puede depositarse en vertederos o ser reciclado por los fabricantes. En cambio, el gran volumen y la corta vida útil de los materiales de aislamiento inorgánicos, como la lana de vidrio, ejercen una presión ambiental considerable.

En conclusión, el fieltro aislante de aerogel, con su excepcional rendimiento integral, puede sustituir eficazmente a materiales aislantes tradicionales como la lana de roca y la lana de vidrio. Aporta sólidos beneficios económicos y seguridad operativa a las redes de tuberías térmicas, al tiempo que promueve la sostenibilidad medioambiental. Su adopción en la industria térmica merece una amplia promoción y uso.

Página del producto: Manta de aislamiento de aerogel flexible AG65 para tuberías – perfiles más delgados, hidrofóbica, clasificada hasta 650 °C.

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Proporcionamos 2 muestras gratuitas de fieltro de aerogel, cada una de 150 mm × 200 mm × T (o tamaño A4). Si necesita una cantidad mayor o muchas piezas, indíquenos el motivo; con gusto le apoyaremos. Sin embargo, si nunca ha visto nuestra muestra y solo desea echar un vistazo, por favor no solicite grandes cantidades sin consideración. Un colega dedicado debe preparar cada muestra, lo cual requiere un esfuerzo considerable. Puede primero echar un vistazo; una vez que confirme que probablemente sea adecuada para su proyecto, puede solicitarnos más.

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