Tietoa aerogeeleistä – tässä mitä haluat tietää
Mikä on aerogeeli?
Aerogeeli on kolmiulotteinen jatkuva huokoinen materiaali, joka koostuu nanokokoisista huokosista ja nanorakenteesta. Sen ainutlaatuinen rakenne antaa sille vertaansa vailla olevia ominaisuuksia tavanomaisiin materiaaleihin verrattuna, joista merkittävin on erittäin alhainen lämmönjohtavuus.
Aerogeelin huokoskoko (20-50 nm)
Aerogeelin mikrorakenne
Eri eristysmateriaalien lämmönjohtavuus
Aerogeelin eristysperiaate
“Äärettömän pituinen polku” -vaikutus:
Aerogeelin verkkomainen rakenne jatkaa lämmönjohtumisreittiä äärettömästi, mikä vaikeuttaa lämmön johtumista kaasu-kiinteä-rajapinnassa.
“Nollakonvektio” -vaikutus:
Aerogeelin huokoskoko (20-50 nm) on pienempi kuin ilman keskimääräinen vapaamatka (70 nm), mikä estää sisäistä ilmaa virtaamasta vapaasti.
“Ääretön lämpöeste” -vaikutus:
Aerogeelin verkkorakenne luo “äärettömän lämpöestevaikutuksen”, joka tarjoaa suojan lämpösäteilyä vastaan.
Aerogeelikomposiittimateriaalit
Yhdistämällä nanokokoinen aerogeeli perusmateriaaleihin, kuten lasikuituun, keraamiseen kuituun jne., aerogeelin erinomaiset ominaisuudet integroituvat saumattomasti joustaviin alustoihin. Tämä maksimoi aerogeelin keveyden ja eristysominaisuudet säilyttäen samalla joustavuuden ja sitkeyden. Sillä on lisäominaisuuksia, kuten erittäin pitkä käyttöikä, erinomainen eristyskyky, korkea palonkestävyys ja poikkeukselliset mekaaniset ominaisuudet, ja sitä käytetään laajalti muun muassa ilmailun, lämpövoimaverkkojen, petrokemian, uusien energiasõidöneuvojen, raideliikenteen, kulutuselektroniikan ja tekstiilien aloilla.
Sovellusesimerkki
Teollisten putkistojen ja laitteiden eristyksessä aerogeeli tarjoaa turvallisuuden, ympäristöystävällisyyden, energiatehokkuuden ja korkean tehokkuuden ominaisuuksia verrattuna perinteisiin eristysvilla ratkaisuihin.
Otetaan esimerkkinä eräs keskipitkän ja korkean lämpötilan teollinen höyryputki, joka on asennettu yläpuolelle höyryn lämpötilan ollessa 465 °C, paineen 5,3 MPa, virtausnopeuden 60 t/h ja halkaisijan DN250. Alkuperäinen eristys oli 150 mm alumiinisilikaattia. Eristysvaikutuksen vertailu aerogeelieristyshuovan kanssa on seuraava:
Otetaan esimerkkinä eräs keskipitkän ja korkean lämpötilan teollinen höyryputki, joka on asennettu yläpuolelle höyryn lämpötilan ollessa 465 °C, paineen 5,3 MPa, virtausnopeuden 60 t/h ja halkaisijan DN250. Alkuperäinen eristys oli 150 mm alumiinisilikaattia. Eristysvaikutuksen vertailu aerogeelieristyshuovan kanssa on seuraava:
Verrattuna 150 mm:n alumiinisilikaatin lämpöhäviöön, aerogeeliratkaisua käyttäen energiansäästöaste voi ylittää 40%.
Kahden järjestelmän vertailulaskelmassa, suhteessa alumiinisilikaattijärjestelmään, laskettuna putken pituus kilometriä kohden, aerogeelijärjestelmän vuosittainen energiansäästömäärä ja hyödyt ovat seuraavat:
*Laskettu vakiona 8000 tunnin käytölle, lämpöhinta 70 RMB/GJ.
Pitkän käyttöikänsä ja korkean tehokkuutensa ansiosta aerogel-materiaalit voivat luoda asiakkaille suurempaa taloudellista arvoa pidemmällä aikavälillä. Laskettuna alumiinisilikaatin tehollisen käyttöiän ollessa 3 vuotta ja aerogel-huovan tehollisen käyttöiän ollessa 15 vuotta: 15 vuoden aikana aerogel-eristyshuovan käyttö vähentää asennusten määrää 4 verrattuna alumiinisilikaattihuopien käyttöön. Kokonaisinvestointi aerogel-eristyshuopiin on noin 55% pienempi kuin perinteisiin materiaaleihin. Tämä johtaa keskimäärin 91 770 RMB:n vuotuisiin säästöihin materiaali- ja rakennuskustannuksissa. Käyttämällä aerogel-huopaa alumiinisilikaatin sijaan saadaan 362 150 yuanin vuotuinen voitto, ja aerogel-huovan käytön lisäinvestointi voidaan maksaa takaisin 1,7 vuodessa. Aerogel-materiaalien käyttöiän aikana (tässä esimerkissä 15 vuotta) aerogel-eristysmateriaalien käyttö putkistoissa voi kerryttää käyttäjille noin 4,81659 miljoonaa RMB (362 150 RMB*13,3 vuotta≈4,81659 miljoonaa RMB) lisätaloudellisia hyötyjä.
Kun otetaan huomioon aerogel-materiaalien koko elinkaari, aerogel-ratkaisu vähentää huolto- ja vaihtosyklien määrää verrattuna perinteisiin eristysvilla-ratkaisuihin, mikä vähentää putkiston eristyksen käyttö- ja kunnossapitokustannuksia. Lisäksi se saavuttaa energiansäästöjä, luoden asiakkaille suurempia taloudellisia hyötyjä ja vähentäen merkittävästi yritysten käyttöhallintokustannuksia.
Lisäksi aerogel-materiaalien ainutlaatuisten hydrofobisten ja hengittävien ominaisuuksien ansiosta se estää mahdollisimman tehokkaasti eristyksen alaista korroosiota (CUI).
Aerogel-eristyshuovat ovat ihanteellisimpia eristysmateriaaleja teollisuuden putkistojen eristykseen, säiliöiden eristykseen, ajoneuvojen palo- ja lämpöeristykseen sekä rakennusten eristykseen muiden alojen ohella.
Aiheeseen liittyvät aerogeelituotteet
Piidioksidiaerogeli: Kaupallinen perustaso
Piidioksidiaerogeli, SiO2-pohjainen, on kaupallinen perustaso lähes jokaiselle täällä olevalle lämpöaerogel-tuotteelle. Sen nanoporousverkko antaa yllä mainitut ominaisuudet kohtuullisella kustannuksella.
Nanoaerogelin rakenne
Termi nanoaerogeli viittaa alle 70 nm:n huokosverkkoon. Se on rakenne, ei erillinen materiaali, ja se pidentää lämpöpolkua ja estää konvektion.
Aerogelin lämmönjohtavuus yhdellä silmäyksellä
Määrittelijöille aerogeelin lämmönjohtavuus 0,019–0,021 W/m K lämpötilassa 25 °C on keskeinen luku, johon verrataan mineraalivillaa tai vahtia.
Aiheeseen liittyvät artikkelit ja sovellukset
Kuinka aerogeelin laatu testataan: Standardit, jotka jokaisen ostajan tulisi tuntea
Aerogeelin kaavan analyysi ja testausmenettelyt. Tutustu menetelmiin ja testikohteisiin arviointia varten...
Lue lisää →Polttavan auringon alla, miten aerogeelia voidaan käyttää asuntoautojen lämmöneristykseen?
Etusivu › Sovellus › Unde...
Lue lisää →
Aerogeelin historia: Vuoden 1931 laboratoriotutkimuksesta teolliseen eristykseen
Miten aerogeeli keksittiin? Tutustu aerogeelin historiaan vuoden 1931 piidioksidiaerogeeleista nykyaikaisiin eristeisiin...
Lue lisää →
Mikä on aerogeeli? Käytännöllinen ostajan opas maailman parhaaseen kiinteään eristeeseen
Mikä on aerogeeli? Lue piidioksidiaerogeelin rakenteesta, ominaisuuksista, lämmönjohtavuudesta ja siitä, miksi...
Lue lisää →