Tietoa aerogeeleistä: mitä haluat tietää
Mikä on aerogeeli?
Aerogeeli on kolmiulotteinen jatkuva huokoinen materiaali, joka koostuu nanokokoisista huokosista ja nanorakenteesta. Ainutlaatuisen rakenteensa ansiosta sillä on tavanomaisiin materiaaleihin verrattuna vertaansa vailla olevia ominaisuuksia, 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, minkä vuoksi lämmön johtuminen kaasu-kiinteä-rajapinnassa vaikeutuu.
”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 ja keraamiseen kuituun, aerogeelin erinomaiset ominaisuudet integroidaan saumattomasti joustaviin alustoihin. Tämä maksimoi aerogeelin keveyden ja eristysominaisuudet ja antaa samalla joustavuutta ja sitkeyttä. Sillä on lisäksi muita ominaisuuksia, 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 lämmöneristyksessä aerogeeli tarjoaa perinteisiin eristysvillaratkaisuihin verrattuna turvallisuutta, ympäristöystävällisyyttä, energiatehokkuutta ja korkeaa vaikuttavuutta.
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 aerogeeliratkaisulla saavutettava energiansäästöaste voi ylittää 40 %.
Kahden vaihtoehdon vertailulaskelmassa aerogeelivaihtoehdon vuosittainen energiansäästö ja hyödyt suhteessa alumiinisilikaattivaihtoehtoon, laskettuna putken pituus kilometriä kohden, ovat seuraavat:
*Laskettu 8000 tunnin vakiotoiminta-ajalle ja lämmön hinnalle 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 aerogeelimateriaalien koko elinkaari, aerogeeliratkaisu vähentää huolto- ja vaihtosyklien määrää verrattuna perinteisiin eristysvillaratkaisuihin, mikä vähentää putkiston eristyksen käyttö- ja kunnossapitokustannuksia. Lisäksi se tuottaa energiansäästöjä, luo asiakkaille suurempia taloudellisia hyötyjä ja vähentää merkittävästi yritysten käyttöhallintokustannuksia.
Lisäksi aerogeelimateriaalien ainutlaatuisten hydrofobisten ja hengittävien ominaisuuksien ansiosta se estää mahdollisimman tehokkaasti eristyksen alaista korroosiota (CUI).
Aerogeelieristyshuovat ovat ihanteellisimpia eristysmateriaaleja muun muassa teollisuuden putkistojen eristykseen, säiliöiden eristykseen, ajoneuvojen palo- ja lämpöeristykseen sekä rakennusten eristykseen.
Aiheeseen liittyvät aerogeelituotteet
Piidioksidiaerogeeli: kaupallinen perustaso
Piidioksidiaerogeeli, joka perustuu SiO2:een, on kaupallinen perustaso lähes jokaiselle täällä esitellylle lämpöaerogeelituotteelle. Sen nanohuokoinen verkko tuottaa edellä kuvatut ominaisuudet kohtuullisella kustannuksella.
Nanoaerogeelin rakenne
Termi nanoaerogeeli viittaa tuohon alle 70 nm:n huokosverkkoon. Kyse on rakenteesta, ei erillisestä materiaalista, ja se pidentää lämpöpolkua ja estää konvektion.
Aerogeelin lämmönjohtavuus yhdellä silmäyksellä
Määrittelijöille aerogeelin lämmönjohtavuus 0,019–0,021 W/m K lämpötilassa 25 °C on keskeinen luku, johon verrataan mineraalivillaa tai vaahtoa.
Lisälukemista: mikä on aerogeeli? Ostajan opas
Anchor-Aerogel toimittaa teollinen aerogeelieristys – huovat, levyt, pinnoitteet ja kalvot putkistoille, rakennuksille, LNG:lle ja elektroniikalle, -200 °C:sta 850 °C:een.
Tuotelaatuiselle aerogeelieristykselle – huovat, levyt, pinnoitteet ja kalvot -200 °C:sta 850 °C:een – vieraile Anchor-Aerogel-kotisivulla.
Aiheeseen liittyvät artikkelit ja sovellukset
Teollisuuslaitteiden aerogeelieristys: Todellinen höyrylinjan jälkiasennustapaus
Aerogeelihuopa ja -pinnoite teollisuuslaitteiden ja putkistojen lämmöneristykseen. Vähennä energiahäviötä ja...
Lue lisää →
Aerogeeli teollisuuden putkistojen eristykseen: Kolmasosa paksuudesta, sama suorituskyky
Miten aerogeelieristyshuovat vähentävät lämpöhäviötä ja kondensoitumista teollisuuden putkistoissa. Ohuempi i...
Lue lisää →
Aerogeelihuovat LNG:n varastointiin ja kuljetukseen: Todistettu kryogeeninen suorituskyky
Aerogeelihuopa LNG-säiliöille ja kryogeenisille putkistoille. Vakaa eristys -200 °C:sta, vedenhylkivä ja...
Lue lisää →
Aerogeelijauhe ja -liete: Toiminnalliset täyteaineet pinnoitteisiin ja komposiitteihin
Miten aerogeelijauhetta ja -lietettä käytetään pinnoitteissa, komposiiteissa ja eristyksessä. Tutustu keskeisiin sovellu...
Lue lisää →