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Feutre d'aérogel comme matériau d'isolation économe en énergie pour les applications de canalisations thermiques

Table des matières

Description des canalisations thermiques

Une canalisation thermique désigne les tuyaux de chauffage qui s'étendent depuis les chaufferies, les salles de moteurs à combustion directe, les centres de chauffage, etc., transportant la chaleur des sources de chaleur vers les points d'entrée thermiques des bâtiments. Plusieurs tuyaux de chauffage forment un réseau. Avec le développement économique et la promotion des politiques de chauffage centralisé, la zone couverte par le chauffage centralisé continuera de croître. Un réseau de canalisations de chauffage aussi étendu nécessite un système d'isolation robuste pour garantir l'efficacité énergétique et la sécurité pendant le transport.

Les canalisations de chauffage allant de la centrale de production de chaleur aux utilisateurs thermiques sont divisées en réseaux primaire et secondaire. Le réseau primaire comprend les canalisations de chauffage allant de la source de chaleur à la station thermique, tandis que le réseau secondaire englobe les canalisations allant de la station thermique aux utilisateurs thermiques. Généralement, le réseau primaire a des diamètres allant de DN500 à DN1000, tandis que le réseau secondaire a des diamètres plus petits allant de DN125 à DN300.

Les méthodes d'installation des canalisations de chauffage comprennent généralement les méthodes souterraines et aériennes. L'installation souterraine comprend les méthodes en tranchée et en enterrement direct, tandis que l'installation aérienne implique un placement en hauteur. Le réseau primaire a une température d'eau d'alimentation de 120-150°C, avec une température d'eau de retour de 70-90°C. La haute qualité de l'eau du réseau primaire influence considérablement l'efficacité de l'isolation, impactant à la fois l'efficacité du chauffage et les bénéfices économiques des opérations thermiques.

Matériaux d'isolation actuels et problèmes existants dans les réseaux de canalisations thermiques

Rouleau de couverture en aérogel et isolation de tuyaux

Actuellement, les couches d'isolation des canalisations de chauffage centralisé utilisent principalement des matériaux tels que la laine de roche et la laine de verre. La laine de roche est une fibre inorganique fabriquée à partir de roches naturelles comme le basalte et la pierre ponce par fusion et fibrage. La laine de verre, quant à elle, est une fibre inorganique artificielle produite en fondant des matériaux comme le calcaire, le sable de quartz et la dolomite en verre, qui est ensuite fibrage et traité avec un liant.

L'utilisation de la laine de roche et de la laine de verre pose plusieurs problèmes :

  1. Mauvaise stabilité : Après l'installation, l'efficacité initiale répond aux exigences de conception. Cependant, après plusieurs mois de fonctionnement, la perte de chaleur par rayonnement augmente, conduisant à la défaillance progressive de la couche d'isolation. La nature souple des matériaux comme la laine de roche et la laine de verre, qui dépendent de liants pour la cohésion, les rend susceptibles de défaillir à mesure que les liants se dégradent avec le temps. De plus, les vibrations causées par les chocs hydrauliques et les fluctuations de pression dans la canalisation entraînent un tassement du matériau, créant une couche inégale. Ce tassement peut conduire à des espaces entre la canalisation et la couche d'isolation, favorisant l'échange de chaleur par convection, ce qui augmente la perte de chaleur par rayonnement.

  2. Corrosion sous la couche d'isolation : La structure poreuse des matériaux en laine de roche et en laine de verre permet à l'humidité de pénétrer. Lorsque l'humidité s'infiltre dans la couche d'isolation et réagit avec les parois des canalisations, une oxydation se produit, entraînant corrosion et fuites. Même les matériaux en laine de verre traités pour être hydrophobes ne peuvent pas résister à une utilisation à long terme dans des environnements de tranchées à haute température et forte humidité.

  3. Durée de vie courte : En raison de la dégradation rapide des matériaux d'isolation traditionnels comme la laine de roche, un remplacement fréquent est nécessaire. Le vieillissement entraîne une augmentation des pertes de chaleur, des coûts de maintenance plus élevés et des risques de sécurité accrus, avec des remplacements requis tous les 3 à 4 ans.

Selon les statistiques, les pertes de réseau dans les processus de chauffage centralisé peuvent représenter jusqu'à 5% de la production thermique totale. L'impact significatif d'une mauvaise isolation sur les pertes radiatives du réseau nécessite l'utilisation de matériaux d'isolation supérieurs pour réduire les pertes d'énergie, diminuer les émissions de charbon et de gaz à la source, et fournir des avantages économiques et sociaux positifs.

Avantages de l'utilisation du feutre aérogel dans les réseaux de canalisations thermiques

Isolation en feutre d'aérogel pour tuyaux de vapeur

  1. Performance exceptionnelle d'isolation thermique : Comparaison des indicateurs de performance d'isolation thermique entre les matériaux d'isolation traditionnels et le matériau d'isolation en aérogel :

    Matériau d'isolationFeutre de laine de rocheFeutre de laine de verreFeutre aérogel
    Conductivité thermique à température ambiante (25°C) (W/(m·K))0.0490.0440.020
    Conductivité thermique à haute température (300°C) (W/(m·K))0.09040.08310.036
    Densité (kg/m³)60-12050-120≤220
    Température maximale de fonctionnement (°C)≤400≤300-195~650
    HydrophobieMédiocreMédiocreBon
    Durée de vie (années)2-52-510-20

  2. Efficacité énergétique et économique supérieure : En prenant comme exemple la conduite de chauffage principale d'une ville, lors de la comparaison entre une laine de verre de 60 mm et une isolation en aérogel de 30 mm pour une installation aérienne avec un diamètre DN800, les résultats sont les suivants :

    Matériau d'isolationFeutre de laine de verreFeutre isolant en aérogel
    Épaisseur d'isolation (mm)6030
    Diamètre extérieur après isolation (mm)940880
    Température de l'eau d'alimentation (°C)150150
    Perte de chaleur par unité de longueur (W/m)323.8211.7
    Température ambiante (°C)2020
    Vitesse du vent (m/s)00
    Température de surface après isolation (°C)42.736.6
    Taux d'économie d'énergie (%)—34.6

    L'utilisation de feutre d'aérogel au lieu de feutre de laine de verre réduit non seulement l'épaisseur de l'isolation de 50%, mais permet également d'atteindre un taux d'économie d'énergie de 34,6%.

  3. Résistance au feu jusqu'à la classe A : Le matériau lui-même ne contient presque aucune substance organique, et ses performances de combustion répondent aux exigences du niveau A2 de la norme GB 8624-2012, garantissant la sécurité lors de l'installation et de l'exploitation.

  4. Réduction de la corrosion sous la couche d'isolation : Comme le matériau lui-même est exempt d'ions chlorure et présente une hydrophobicité extrêmement élevée, avec un taux de répulsion de l'eau dépassant 99,6%, une étanchéité appropriée peut empêcher l'accumulation de vapeur d'eau à l'intérieur de la couche d'isolation, minimisant ainsi la corrosion sous l'isolation.

  5. Longue durée de vie : Le feutre isolant en aérogel démontre une résistance exceptionnelle au vieillissement et une stabilité dimensionnelle, offrant une durée de vie allant jusqu'à 10 ans, ce qui surpasse nettement les matériaux traditionnels.

  6. Sécurité améliorée pour l'exploitation et la maintenance : Pour les canalisations posées dans des tranchées, l'espace limité présente des dangers inhérents, les opérations en espace confiné comportant un risque élevé d'incidents d'asphyxie et d'empoisonnement. Comparé aux matériaux traditionnels comme la laine de verre, le feutre d'aérogel, avec sa durée de vie plus longue et ses performances stables, réduit la fréquence de remplacement des matériaux, minimisant efficacement les opérations en espace confiné et réduisant l'incidence des accidents de sécurité, garantissant une exploitation et une maintenance sûres.

  7. Vert et respectueux de l'environnement : Le feutre d'aérogel utilise de la silice comme matière première, ne contenant aucune substance toxique ou nocive. C'est un matériau vert et respectueux de l'environnement, semblable au sable, qui peut être mis en décharge ou recyclé par les fabricants. En revanche, le volume important et la courte durée de vie des matériaux d'isolation inorganiques comme la laine de verre imposent une pression environnementale significative.

En conclusion, le feutre isolant en aérogel, grâce à ses performances globales exceptionnelles, peut efficacement remplacer les matériaux isolants traditionnels tels que la laine de roche et la laine de verre. Il offre des avantages économiques solides et une sécurité opérationnelle pour les réseaux de canalisations thermiques tout en favorisant la durabilité environnementale. Son adoption dans l'industrie thermique mérite une promotion et une utilisation généralisées.

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FAQ sur la demande d'échantillons

Réponses rapides sur la demande et la réception d'échantillons gratuits auprès d'Anchor-tech.

Pouvez-vous fournir des échantillons ?

Oui. Veuillez partager avec nous quelques informations de base sur votre projet — par exemple, où le matériau sera utilisé et à quelle température de fonctionnement. Soyez assuré que c'est uniquement pour vous aider à choisir le matériau, le modèle et la spécification les plus adaptés. Nous ne divulguerons jamais les détails de votre projet à un tiers.

Pouvons-nous encore demander des échantillons si nous ne pouvons divulguer aucune information sur le projet ?

Non. Si vous n'êtes pas disposé à partager la moindre information sur votre projet, nous ne sommes pas tenus de soutenir votre effort de R&D. Veuillez respecter le travail impliqué : la préparation de chaque échantillon nécessite un collègue dédié et prend beaucoup de temps. De plus, sans savoir où et comment vous comptez utiliser notre produit, nous ne pouvons même pas déterminer s'il convient à votre application.

Les échantillons sont-ils gratuits, et combien puis-je en demander ?

Nous fournissons 2 échantillons gratuits de feutre d'aérogel, chacun de dimensions 150 mm × 200 mm × T (ou format A4). Si vous avez besoin d'une quantité plus importante ou de nombreuses pièces, veuillez nous indiquer la raison — nous sommes ravis de vous accompagner. Toutefois, si vous n'avez jamais vu notre échantillon auparavant et souhaitez simplement y jeter un coup d'œil, veuillez ne pas demander de grandes quantités à la légère. Un collègue dédié doit préparer chaque échantillon, ce qui demande un effort considérable. Vous pouvez d'abord y jeter un coup d'œil ; une fois que vous aurez confirmé qu'il est probablement adapté à votre projet, vous pourrez nous en demander davantage.

Qui paie les frais d'expédition ?

Les frais d'expédition doivent être pris en charge par le client. Veuillez nous fournir votre numéro de compte FedEx ainsi que les informations du destinataire (y compris le nom, l'adresse, le numéro de téléphone, le code postal, etc.), et nous organiserons l'expédition pour vous.

Combien de temps faut-il pour préparer les échantillons ?

Si l'article est en stock, la préparation prend généralement 3 à 7 jours. S'il est en rupture de stock et nécessite une fabrication sur mesure, cela prend 1 à 2 semaines. Nous préparerons vos échantillons aussi rapidement que possible.