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Faixa de apresentação da unidade de produção de aerogel da Guangzhou Anchor Technology

Feltro de aerogel como material de isolamento com economia de energia em aplicações de condutas térmicas

Índice

Descrição da conduta térmica

Uma conduta térmica designa os tubos de aquecimento que partem de salas de caldeiras, salas de motores de combustão direta, centros de aquecimento, etc., transportando calor das fontes de calor até aos pontos de entrada térmica dos edifícios. Vários tubos de aquecimento formam uma rede. Com o desenvolvimento económico e a promoção de políticas de aquecimento centralizado, a área abrangida pelo aquecimento centralizado continuará a crescer. Uma rede de condutas de aquecimento tão extensa exige um sistema de isolamento robusto para garantir a eficiência energética e a segurança durante o transporte.

As condutas de aquecimento que ligam a central de produção de calor aos consumidores térmicos dividem-se em redes primária e secundária. A rede primária compreende as condutas de aquecimento desde a central de produção de calor até à estação térmica, enquanto a rede secundária abrange as condutas desde a estação térmica até aos consumidores térmicos. Habitualmente, a rede primária apresenta diâmetros entre DN500 e DN1000, enquanto a rede secundária tem diâmetros menores, entre DN125 e DN300.

Os métodos de instalação de condutas de aquecimento incluem geralmente métodos subterrâneos e à superfície. A instalação subterrânea inclui métodos em vala e de enterramento direto, enquanto a instalação à superfície envolve colocação elevada. A rede primária tem uma temperatura da água de alimentação de 120-150°C e uma temperatura da água de retorno de 70-90°C. A elevada qualidade da água da rede primária influencia significativamente a eficácia do isolamento, afetando tanto a eficiência do aquecimento como os benefícios económicos das operações térmicas.

Materiais de isolamento atuais e problemas existentes nas redes de condutas térmicas

Rolo de manta de aerogel e isolamento de tubagens

Atualmente, as camadas de isolamento das condutas de aquecimento centralizado utilizam predominantemente materiais como a lã de rocha e a lã de vidro. A lã de rocha é uma fibra inorgânica obtida a partir de rochas naturais como o basalto e a pedra-pomes, por fusão e fibrilação. A lã de vidro, por sua vez, é uma fibra inorgânica artificial produzida pela fusão de materiais como o calcário, a areia de quartzo e a dolomite em vidro, que é depois fibrilado e processado com um aglutinante.

A utilização de materiais de lã de rocha e lã de vidro apresenta vários problemas:

  1. Estabilidade deficiente: Após a instalação, a eficácia inicial cumpre os requisitos de projeto. No entanto, ao fim de vários meses de funcionamento, a perda de calor por radiação aumenta, conduzindo à degradação progressiva da camada de isolamento. A natureza mole de materiais como a lã de rocha e a lã de vidro, que dependem de aglutinantes para a coesão, torna-os suscetíveis de falhar à medida que os aglutinantes se degradam com o tempo. Além disso, as vibrações provocadas por choques hidráulicos e por flutuações de pressão na tubagem provocam o assentamento do material, criando uma camada irregular. Esse assentamento pode originar folgas entre a tubagem e a camada de isolamento, favorecendo a troca de calor por convecção, o que aumenta a perda de calor por radiação.

  2. Corrosão sob a camada de isolamento: A estrutura porosa dos materiais de lã de rocha e de lã de vidro permite a penetração de humidade. Quando a humidade infiltra a camada de isolamento e reage com as paredes da tubagem, ocorre oxidação, o que conduz à corrosão e a fugas. Mesmo os materiais de lã de vidro tratados para repelência à água não resistem à utilização prolongada em ambientes de valas com temperatura e humidade elevadas.

  3. Vida útil curta: Devido à rápida degradação dos materiais de isolamento tradicionais, como a lã de rocha, é necessária uma substituição frequente. O envelhecimento conduz ao aumento das perdas de calor, a custos de manutenção mais elevados e a riscos de segurança acrescidos, sendo necessárias substituições a cada 3-4 anos.

Segundo as estatísticas, as perdas de rede nos processos de aquecimento centralizado podem representar até 5% da produção térmica total. O impacto significativo de um isolamento deficiente nas perdas radiativas da rede exige a utilização de materiais de isolamento superiores, de modo a reduzir as perdas de energia, diminuir as emissões de carvão e de gás na fonte e proporcionar benefícios económicos e sociais positivos.

Vantagens da utilização de manta de aerogel em redes de tubagens térmicas

Isolamento com feltro de aerogel para tubos de vapor

  1. Excelente Desempenho de Isolamento Térmico: Comparação dos indicadores de desempenho do isolamento térmico entre os materiais de isolamento tradicionais e o material de isolamento de aerogel:

    Material de isolamentoManta de lã de rochaManta de lã de vidroManta de aerogel
    Condutividade térmica à temperatura ambiente (25 °C) (W/(m·K))0.0490.0440.020
    Condutividade térmica a alta temperatura (300 °C) (W/(m·K))0.09040.08310.036
    Densidade (kg/m³)60-12050-120≤220
    Temperatura máxima de funcionamento (°C)≤400≤300-195~650
    Repelência à águaFracoFracoBom
    Vida útil (anos)2-52-510-20

  2. Maior eficiência energética e económica: Tomando como exemplo a conduta principal de aquecimento de uma cidade, ao comparar o isolamento com lã de vidro de 60 mm e com aerogel de 30 mm para instalação aérea com diâmetro DN800, os resultados são os seguintes:

    Material de isolamentoManta de lã de vidroManta de isolamento de aerogel
    Espessura do isolamento (mm)6030
    Diâmetro exterior após isolamento (mm)940880
    Temperatura da água de alimentação (°C)150150
    Perda de calor por unidade de comprimento (W/m)323.8211.7
    Temperatura ambiente (°C)2020
    Velocidade do vento (m/s)00
    Temperatura superficial após isolamento (°C)42.736.6
    Taxa de poupança energética (%)—34.6

    O uso de feltro de aerogel em vez de feltro de lã de vidro não apenas reduz a espessura do isolamento em 50%, mas também alcança uma taxa de economia de energia de 34,6%.

  3. Resistência ao fogo até à classe A: O próprio material quase não contém substâncias orgânicas e o seu desempenho de combustão cumpre os requisitos do nível A2 da GB 8624-2012, garantindo a segurança durante a instalação e a operação.

  4. Redução da corrosão sob a camada de isolamento: Como o próprio material é livre de íons de cloreto e apresenta hidrofobicidade extremamente alta, com uma taxa de repelência à água superior a 99,6%, uma vedação adequada pode prevenir o acúmulo de vapor de água no lado interno da camada de isolamento, minimizando a corrosão sob o isolamento.

  5. Longa vida útil: O feltro de isolamento de aerogel apresenta uma resistência excecional ao envelhecimento e uma estabilidade dimensional notáveis, proporcionando uma vida útil de até 10 anos, o que supera significativamente os materiais tradicionais.

  6. Maior segurança na operação e manutenção: Nas condutas instaladas em valas, o espaço limitado representa perigos intrínsecos, uma vez que as operações em espaços confinados acarretam um elevado risco de incidentes de asfixia e de envenenamento. Em comparação com materiais tradicionais como a lã de vidro, o feltro de aerogel, com a sua vida útil mais longa e um desempenho estável, reduz a frequência de substituição de materiais, minimizando eficazmente as operações em espaços confinados e diminuindo a incidência de acidentes de segurança, o que assegura uma operação e manutenção seguras.

  7. Verde e amigo do ambiente: O feltro de aerogel utiliza sílica como matéria-prima e não contém substâncias tóxicas ou nocivas. É um material verde e amigo do ambiente, semelhante à areia, e pode ser depositado em aterro ou reciclado pelos fabricantes. Em contrapartida, o grande volume e a curta vida útil de materiais de isolamento inorgânicos, como a lã de vidro, exercem uma pressão ambiental significativa.

Em conclusão, a manta de isolamento de aerogel, com o seu excelente desempenho global, pode substituir eficazmente materiais de isolamento tradicionais, como a lã de rocha e a lã de vidro. Proporciona benefícios económicos sólidos e segurança operacional às redes de condutas térmicas, ao mesmo tempo que promove a sustentabilidade ambiental. A sua adoção no setor térmico merece uma ampla divulgação e utilização.

Página do produto: Manta de isolamento de aerogel flexível AG65 para tubagens – perfis mais finos, hidrofóbica, classificada para 650 °C.

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Fornecemos 2 amostras gratuitas de feltro de aerogel, cada uma com as dimensões de 150 mm × 200 mm × T (ou tamanho A4). Se precisar de uma quantidade maior ou de muitas peças, indique-nos o motivo — teremos todo o gosto em apoiá-lo. No entanto, se nunca viu a nossa amostra e pretende apenas dar uma vista de olhos, não solicite grandes quantidades sem mais. Um colega dedicado tem de preparar cada amostra, o que exige um esforço considerável. Pode começar por dar uma vista de olhos; depois de confirmar que é provavelmente adequado ao seu projeto, pode solicitar-nos mais.

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