Вакуумные теплоизоляционные панели

Вакуумные изоляционные панели (VIP) представляют собой ультратонкие, высокоэффективные утеплители, которые могут быть в 20 раз более эффективными, чем традиционные изоляционные материалы. VIP обеспечивают энергетическую эффективность и преимущества использования пространства для бытовых приборов, упаковок с регулируемой температурой, транспортных систем – рефрижераторов и любых других приложений, которые требуют низкого уровня потерь энергии от теплообмена.

Вакуумная изоляционная панель состоит из жесткого высокопористого материала сердечника, заключенного в тонкую газопроницаемую оболочку, которая превращается в вакуум и герметизируется для предотвращения проникновения внешних газов в панель. Комбинация простого материала и вакуума приводит к чрезвычайно высокой теплостойкости, что позволяет использовать более тонкую изоляцию в тех случаях, когда места заведомо мало.

Первый VIP был сделан в 1930 году из пористого материала, заключенного в резину. Наноструктурные материалы стали появляться в 1960-х годах. В 1950-х годах ядро из стекловолокна было приварено к стальной панели. Развитие VIP-материалов активизировалось, и первые VIP-материалы из осажденного кремнезема начали появляться в 1990-х годах.

Принципы вакуумной изоляции известны уже около 100 лет и уже многие десятилетия используются в дизайне электроприборов. Теперь, благодаря достижениям в области материаловедения и повышенному вниманию к энергетической эффективности зданий, VIP-продукты широко применяются во многих отраслях промышленности, где они ранее не использовались.

Преимущества:

Теплопроводность хорошо эвакуированного сухого VIP с коллоидальным кварцевым сердечником после производства составляет около 0,004 Вт/(мК), а при атмосферном давлении он составляет около 0,020 Вт/(мК). Для сравнения теплопроводность обычных изоляционных материалов составляет обычно от 0,030 до 0,040 Вт/(мК).

Технологию вакуумной изоляционной панели обеспечивают:

• Чрезвычайно низкая толщина (от 10 мм до 25 мм), которая увеличивает объемную производительность приложений в тех случаях, когда недостаток места для изоляции является проблемой.

• Стабильные долгосрочные тепловые характеристики при правильной установке и защите от повреждений и проникновения.

• Высокоэффективная теплоизоляционная панель имеет теплопроводность в 8-10 раз ниже, чем другие обычные изоляционные материалы.

Основные материалы.

Материалы для сердечников для VIP требуют полностью открытой пористой структуры для обеспечения вакуумирования и должны обладать достаточной прочностью при сжатии, чтобы выдерживать механическую нагрузку под давлением. Основные материалы включают в основном три структуры в виде микропористых порошков, волокон и пенопластов. Каждая структура имеет присущие ей твердые механические свойства. Отличительной является минимальная плотность, которая нужна, чтобы выдерживать нагрузки при атмосферном давлении, а также значение центра панели для теплопроводности, которая зависит от твердой основы материалы сердечника. Материал сердечника должен иметь минимально возможную теплопроводность для обеспечения наилучшей производительности VIP. Оптимальные материалы должны иметь микропористую структуру и способность поглощать влагу. В противном случае должны быть добавлены геттеры. Наиболее распространенными материалами сердцевины являются коллоидальный диоксид кремния и стекловолокно, а в некоторых случаях полимерные вспененные материалы с открытыми ячейками, например, специальные полиуретановые или полистирольные пены.

Материалы для конвертов (внешней оболочки).

Газонепроницаемость является основным фактором, влияющим на выбор материалов для конвертов для VIP. Что касается ожидаемой продолжительности служения VIP, то здесь немаловажную роль играет непроницаемость для пара. Кроме того, низкая теплопроводность также жизненно важна. Из-за механических нагрузок, возникающих во время строительства, материалы оболочки также должны иметь достаточную прочность перед повреждениями.

Материалы оболочки, используемые для термосов, а именно из нержавеющей стали, алюминия и стекла, также в целом подходят для плоских вакуумных изоляционных панелей. В сочетании с материалами наполнителя, такими как пеноматериалы и волокна, панели достигают требуемой высокой газонепроницаемости, необходимой для долговечности изделий. Большинство изготовителей используют алюминиевые металлизированные высокобарьерные пластиковые ламинаты, алюминиевые композитные пленки и пленки или листы из нержавеющей стали.