Aerogelfilt er mye brukt til industrielle rørledninger, tanker, ventiler og høy-temperaturutstyr fordi den gir sterk termisk ytelse med et relativt tynt isolasjonslag.

Imidlertid er det ingen enkelt aerogelfilttykkelse som passer for hvert prosjekt. Riktig tykkelse avhenger av driftstemperatur, rørdiameter, omgivelsesforhold, tillatt varmetap og nødvendig ytre-overflatetemperatur.

Denne veiledningen forklarer hvordan du bestemmer passende aerogelfiltisolasjonstykkelse og hvilken informasjon kjøpere bør gi når de ber om en anbefaling.

Vanlige Aerogel-filttykkelser

Aerogelfilt er vanligvis tilgjengelig i følgende tykkelser:

3 mm

5 mm

6 mm

8 mm

10 mm

Noen produsenter kan også tilby andre tykkelser eller kombinere flere lag for å møte spesifikke isolasjonskrav.

For eksempel kan aerogel termisk isolasjonsfilt leveres i 3 mm, 6 mm og 10 mm tykkelser, mens andre aerogel teppekvaliteter kan være tilgjengelig i 5 mm, 8 mm og 10 mm.

Den valgte tykkelsen bør være basert på termiske beregninger i stedet for produkttilgjengelighet alene.

Hvorfor tykkelse er viktig

Isolasjonstykkelsen påvirker direkte tre viktige prosjektresultater:

Varmetap

Et tykkere isolasjonslag reduserer generelt mengden varme som overføres fra en varm rørledning eller utstyrsoverflate til omgivelsene.

Lavere varmetap kan hjelpe:

Reduser drivstoff- og energiforbruk

Oppretthold prosesstemperaturen

Forbedre systemets effektivitet

Reduser belastningen på kjeler og varmeutstyr

Lavere langsiktige-driftskostnader

Ytre-overflatetemperatur

Rør med høy-temperatur kan skape brannsår for arbeidere. Å øke isolasjonstykkelsen bidrar til å senke temperaturen på den ytre overflaten.

Prosjekter som involverer personellbeskyttelse kan spesifisere en maksimal tillatt overflatetemperatur.

Ferdig isolasjonsdiameter

Et tykkere isolasjonssystem øker den totale diameteren til et rør. Dette kan påvirke:

Avstand mellom tilstøtende rørledninger

Rørstativ layout

Tilgang til ventiler og instrumenter

Utvendig metallkledning

Støtte og hengerdesign

Vedlikeholdsklareringer

Fordi aerogelfilt har relativt lav varmeledningsevne, kan den ofte oppnå den nødvendige termiske ytelsen med mindre tykkelse enn mange konvensjonelle isolasjonsmaterialer.

Hva bestemmer den nødvendige tykkelsen?

1. Driftstemperatur

Temperaturen på rørledningen eller utstyret er en av de viktigste valgfaktorene.

Et vannrør med lav-temperatur kan kreve bare et tynt isolasjonslag, mens en damprørledning som opererer ved flere hundre grader Celsius kan kreve flere lag.

Kjøpere bør oppgi:

Normal driftstemperatur

Maksimal kontinuerlig temperatur

Kort-topptemperatur

Minimum driftstemperatur

Frekvens for oppstart og avstengning

Materialet må passe for hele temperaturområdet, ikke bare det normale driftspunktet.

2. Termisk ledningsevne

Termisk ledningsevne beskriver hvor lett varme passerer gjennom et materiale. En lavere verdi betyr bedre isolasjonsytelse ved samme tykkelse.

Mange aerogelfiltprodukter har en varmeledningsevne på ca0,015–0,020 W/(m·K) ved eller nær romtemperatur, avhengig av produktkvalitet.

For eksempel har Nano Aerogel Filt en oppført termisk ledningsevne på ca0,018–0,020 W/(m·K) ved 25 grader.

Varmeledningsevnen øker imidlertid normalt når temperaturen stiger. Tykkelsesberegningen bør derfor bruke konduktivitetsdata ved prosjektets faktiske gjennomsnittlige driftstemperatur fremfor kun verdien målt ved 25 grader.

3. Rørdiameter

Rørdiameteren påvirker overflaten som varme overføres gjennom.

Et rør med liten-diameter og et rør med stor-diameter som opererer ved samme temperatur kan kreve forskjellige isolasjonsdesign.

Kjøperen bør oppgi den faktiske rørets ytre diameter, ikke bare den nominelle rørstørrelsen.

4. Nødvendig overflatetemperatur

Noen prosjekter velger isolasjonstykkelse i henhold til maksimal akseptabel temperatur på utsiden av isolasjonssystemet.

Dette kan være nødvendig for:

Personellbeskyttelse

Utstyr plassert nær gangveier

Maskinrom

Innendørs bearbeidingsområder

Beskyttelse av kabler og instrumenter i nærheten

Overholdelse av sikkerhetskravene på stedet

Et tykkere lag kreves vanligvis når en lavere ytre-overflatetemperatur er spesifisert.

5. Maksimalt tillatt varmetap

Energi-effektivitetsprosjekter kan definere et maksimalt tillatt varmetap per meter rør eller per kvadratmeter utstyrsoverflate.

Når det tillatte varmetapet er lavt, må isolasjonstykkelsen generelt økes.

Beregningen bør ta hensyn til både aerogelfilten og det komplette isolasjonssystemet, inkludert sømmer, festemidler, kledning og kuldebroer.

6. Omgivelsesforhold

Miljøet rundt påvirker varmeoverføringen fra den isolerte overflaten.

Viktige faktorer inkluderer:

Omgivelsestemperatur

Innendørs eller utendørs installasjon

Vindhastighet

Fuktighet

Regneksponering

Solstråling

Luftbevegelse rundt røret

Utendørs rørledninger utsatt for sterk vind kan miste varme raskere enn identiske rør installert innendørs.

7. Tilgjengelig installasjonsplass

Aerogelfilt er spesielt nyttig når installasjonsplassen er begrenset.

Typiske applikasjoner med plass-begrenset inkluderer:

Overbelastede rørstativ

Tettsittende prosesslinjer

Marine maskinrom

Offshore plattformer

Ventiler nær strukturelle støtter

Rørledninger montert nær vegger

Eksisterende systemer som krever isolasjonsoppgraderinger

I disse situasjonene kan lavest mulig tykkelse som fortsatt oppfyller termiske krav være å foretrekke.

8. Utvendig kledning

Den utvendige kledningens type og overflatetilstand kan påvirke varmestrålingen.

Vanlige kledningsmaterialer inkluderer:

Aluminium

Rustfritt stål

Galvanisert stål

Værbestandig-stoff

Avtakbare isolasjonsjakker

Kledningsmateriale, overflateemissivitet og installasjonsmetode bør inkluderes i en fullstendig termisk beregning.

Guide for typisk tykkelsesvalg

Følgende tabell gir kun generell veiledning. Endelig tykkelse må bekreftes ved hjelp av faktiske prosjektdata og termiske beregninger.

Disse områdene skal ikke behandles som faste produktspesifikasjoner. Et 10 mm lag kan være tilstrekkelig for én rørledning, men utilstrekkelig for en annen som opererer ved høyere temperatur eller utsatt for sterkere vind.

Enkeltlag eller flere lag?

Aerogelfilt kan installeres som ett lag eller som et flerlags-system.

For eksempel:

6 mm total tykkelse: ett 6 mm lag

10 mm total tykkelse: ett 10 mm lag

20 mm total tykkelse: to 10 mm lag

30 mm total tykkelse: tre 10 mm lag

Flere lag foretrekkes ofte for høy-temperaturrør fordi de gjør det enklere å:

Oppnå større total tykkelse

Forskyvningsfuger mellom lag

Reduser direkte varme-overføringsbaner

Plasser materialet rundt buede overflater

Erstatt kun et skadet ytre lag

Forbedre isolasjonskontinuiteten

Når flere lag er installert, bør de langsgående og omkretsgående skjøtene ikke justeres.

Hvorfor forskjøvede ledd er viktige

Selv når isolasjonsmaterialet har lav varmeledningsevne, kan mellomrom mellom seksjoner tillate varme å slippe ut.

Hvis skjøtene til flere lag er plassert rett over hverandre, skaper de en mer direkte- varmeoverføringsbane.

Å forskyve leddene hjelper:

Reduser termisk brodannelse

Forbedre jevnheten i temperaturen

Begrens varmelekkasje gjennom sømmer

Forbedre den generelle effektiviteten til isolasjonssystemet

Alle seksjoner skal monteres tett uten overdreven kompresjon eller store åpne åpninger.

Unngå overdreven kompresjon

Aerogelfilt skal festes godt, men den skal ikke være tungt komprimert.

Overdreven kompresjon reduserer den installerte tykkelsen. Fordi termisk motstand er direkte relatert til tykkelse, kan et komprimert teppe gi mindre isolasjon enn forventet.

For eksempel, hvis et nominelt 10 mm lag komprimeres til 7 mm under installasjon, gir ikke det installerte systemet lenger den termiske motstanden beregnet for 10 mm.

Rustfrie-bånd, ledninger eller andre festemidler skal holde materialet på plass uten å knuse det.

Aerogel filt vs tradisjonell isolasjonstykkelse

Aerogelfilt krever generelt mindre tykkelse enn mineralull, glassull eller kalsiumsilikat for å oppnå tilsvarende termisk motstand.

Følgende eksempel er kun ment å forklare utvalgsprinsippet:

Disse tallene forutsetter at alle materialer vurderes ved samme temperatur og under sammenlignbare testforhold.

Faktiske industrielle beregninger er mer komplekse fordi varmeledningsevnen endres med temperaturen. Tetthet, fuktighet, kompresjon og installasjonskvalitet kan også påvirke resultatet.

Tykkelse for kondenskontroll

For kalde rør er tykkelsesvalget ofte basert på forebygging av kondens i stedet for varmebevaring.

Kondens oppstår når den ytre overflatetemperaturen faller under omgivelsesluftens duggpunkt.

Den nødvendige tykkelsen avhenger av:

Rørtemperatur

Omgivelsestemperatur

Relativ fuktighet

Luftbevegelse

Dampsperre ytelse

Isolasjons termisk ledningsevne

Aerogelfilt kan gi god termisk ytelse i et tynt lag, men hele systemet må inneholde forsvarlig forseglede skjøter og en passende dampsperre.

Selv en liten åpning kan tillate vanndamp å komme inn i systemet og kondensere nær den kalde røroverflaten.

Tykkelse for personvern

For varme rørledninger som befinner seg i nærheten av arbeidere, kan det hende at isolasjonssystemet må redusere den ytre-overflatetemperaturen til et trygt nivå.

Den nødvendige tykkelsen avhenger av:

Driftstemperatur for rør

Rørdiameter

Kontakttid

Omgivelsesforhold

Kledningsoverflate

Sikkerhetskrav på stedet

Personvern og energisparing krever ikke alltid samme tykkelse. Et lag som er tilstrekkelig til å forhindre brannskader, kan fortsatt tillate mer varmetap enn prosjektets energieffektivitetsmål-.

Begge kravene bør derfor vurderes separat.

Tykkelse for ventiler og flenser

Ventiler og flenser er vanskeligere å isolere enn rette rørseksjoner fordi de har uregelmessige former og må forbli tilgjengelige for inspeksjon og vedlikehold.

Aerogelfilt er egnet for disse områdene fordi den kan kuttes og formes rundt komplekse komponenter.

For ventiler og flenser bør kjøpere vurdere:

Komponentdimensjoner

Nødvendige tilgangspunkter

Bolt- og stammeklaring

Avtagbart dekseldesign

Antall aerogellag

Ytterstoff eller metallbelegg

Festemetode

Gjentatt fjerning og montering

En avtagbar isolasjonsjakke som inneholder flere aerogellag kan være mer praktisk enn et permanent installert system.

Vanlige tykkelse-utvalgsfeil

Velge etter temperatur alene

Høyeste temperaturklassifisering angir ikke hvor tykk isolasjonen skal være. Den viser bare om materialet tåler temperaturen.

Bruk av rom-temperaturledningsevne

Termisk ledningsevne ved 25 grader bør ikke brukes direkte for en rørledning som opererer ved flere hundre grader Celsius.

Ignorerer utendørs vind

Vind øker konvektivt varmetapet fra den isolerte overflaten og kan påvirke nødvendig tykkelse.

Sammenligner kun nominell tykkelse

To produkter med samme nominelle tykkelse kan ha ulik konduktivitet, tetthet og kompresjonsadferd.

Ignorerer installasjonskomprimering

Tykkelsen etter montering kan være lavere enn tykkelsen angitt på produktdatabladet.

Unnlatelse av å isolere beslag

Uisolerte ventiler, flenser og støtter kan stå for betydelig varmetap, selv når rette rørseksjoner er skikkelig isolert.

Velge det tynneste alternativet bare basert på pris

Den laveste innledende materialkostnaden kan føre til høyere-langsiktig energiforbruk hvis isolasjonen er for tynn.

Informasjon som skal gis til leverandøren

For å motta en pålitelig tykkelsesanbefaling, oppgi:

Rørledning eller utstyrsapplikasjon

Prosessmedium

Normal driftstemperatur

Maksimum og minimum temperaturer

Utvendig diameter på røret

Total rørlengde

Antall ventiler, albuer, flenser og T-stykker

Nødvendig ytre-overflatetemperatur

Maksimalt tillatt varmetap

Omgivelsestemperatur

Vindhastighet for utendørs installasjoner

Innendørs eller utendørs miljø

Tilgjengelig installasjonsklaring

Nødvendig brannklassifisering

Utvendig kledningsmateriale

Prosjektmengde og leveringssted

Leverandøren kan da anbefale passende aerogelfilt, antall lag og monteringsmetode.

Ofte stilte spørsmål

Er 10 mm aerogel filt nok for et rør med høy-temperatur?

Det kan være tilstrekkelig for enkelte bruksområder, men rørtemperatur, diameter, omgivelsesforhold og tillatt varmetap må vurderes. Høye-temperatursystemer krever ofte flere lag.

Kan to 10 mm lag brukes i stedet for ett 20 mm lag?

Ja. To 10 mm lag kan gi en total nominell tykkelse på 20 mm. Skjøtene deres bør være forskjøvet for å redusere varmebroer.

Gir tykkere aerogelfilt alltid bedre isolasjon?

Større tykkelse øker generelt termisk motstand, men systemet bør optimaliseres i henhold til det tekniske målet og prosjektkostnaden. Installering av mer materiale enn nødvendig gir kanskje ikke tilstrekkelig ekstra fordel.

Hva er minimum aerogelfilttykkelse?

Noen produkter er tilgjengelig fra ca. 3 mm. Tynne kvaliteter er nyttige for begrensede rom, komplekst utstyr og applikasjoner der bare moderat termisk motstand er nødvendig.

Bør isolasjonen komprimeres under installasjonen?

Nei. Materialet skal holdes sikkert uten overdreven kompresjon fordi å redusere den installerte tykkelsen reduserer termisk motstand.

Hvordan sammenligner jeg aerogelfilttykkelse med mineralull?

Sammenlign den termiske motstanden ved samme middeltemperatur i stedet for å sammenligne tykkelsen alene. Aerogelfilt kan generelt oppnå tilsvarende isolasjonsytelse med et tynnere lag.

Konklusjon

Riktig aerogelfilttykkelse avhenger av mye mer enn driftstemperatur. Rørdiameter, termisk ledningsevne, tillatt varmetap, overflate-temperaturkrav, omgivelsesforhold og tilgjengelig installasjonsplass må alle vurderes.

Tynne 3–10 mm grader kan være egnet for kondenskontroll, begrensede rom eller individuelle utstyrskomponenter. Rørledninger, tanker og fartøy med høy-temperatur kan kreve to eller flere lag for å oppnå den nødvendige ytelsen.

For pålitelig valg bør kjøpere gi fullstendige drifts- og installasjonsdata og be om en termisk beregning basert på konduktivitetsverdier ved den faktiske driftstemperaturen. Dette sikrer at aerogelfiltsystemet gir den rette balansen mellom termisk ytelse, installasjonstykkelse og livssykluskostnad.