Изоляционные материалы холодильников Теплоизоляционные материалы

В охлаждаемые помещения холодильника теплота проникает от более теплого наружного воздуха и грунта. Для уменьшения теплопритоков ограждения холодиль­ника (стены, полы, потолки) покрывают слоем тепловой изоляции.

Тепловая изоляция, уменьшая приток теплоты через ограждения, снижает тепловую нагрузку на холодильное оборудование, уменьшает потребность в холоде, в ре­зультате чего сокращается расход на эксплуатацию холодильной установки при поддержании заданного тем­пературного режима в камерах. Тепловая изоляция так­же способствует уменьшению усушки продуктов, более длительному сохранению их высокого качества.

Теплоизоляционные материалы, применяемые в холо­дильниках, должны обладать малой теплопроводностью, малой объемной массой, незначительными гигроскопич­ностью, водопоглощением и паропроницаемостью, моро­зоустойчивостью, отсутствием способности к восприятию и выделению запахов, стойкостью против поражения грибками и грызунами, огнестойкостью (несгораемостью или трудносгораемостью, когда после удаления огня го­рение или тление прекращается), достаточной механиче­ской прочностью, позволяющей выдерживать удары, виб­рацию во время транспортировки и во время эксплуата­ции. Теплоизоляционные материалы должны быть неде­фицитными и недорогими.

Все теплоизоляционные материалы имеют пористую структуру. Поры заполняются воздухом или другим га­зом. Сухой неподвижный воздух характеризуется очень низким коэффициентом теплопроводности [λ = 0,023 Вт/(м·К)].

Размеры, форма и характер пор определяют качест­ва теплоизоляционного материала. Материалы с мелки­ми замкнутыми порами обладают лучшими теплоизоля­ционными свойствами, так как состояние воздуха в та­ких порах приближается к неподвижному.

По эффективности теплоизоляционные материалы разделяют на высокоэффективные (коэффициент тепло­проводности до 0,047 Вт/(м·К) и объемная масса 15— 100 кг/м³), эффективные (коэффициент теплопроводно­сти 0,047—0,082 Вт/(м·К) и объемная масса 100— 300 кг/м³), средней эффективности (коэффициент тепло­проводности 0,082—0,17 Вт/(м·К) и объемная масса 300—600 кг/м³), низкой эффективности (коэффициент теплопроводности 0,17—0,35 Вт/(м·К) и объемная мас­са 600—1000 кг/м³).

В течение продолжительного времени теплоизоляци­онные материалы должны сохранять первоначальные свойства. Основной причиной ухудшения свойств тепло­изоляционных материалов является его увлажнение.

До выполнения изоляционных работ увлажнение теп­лоизоляционных материалов может произойти в резуль­тате адсорбции влаги из атмосферного воздуха. При экс­плуатации холодильника увлажнение изоляции возмож­но вследствие проникновения влаги через ограждения из более теплого наружного воздуха, так как парциальное давление водяных паров в теплом воздухе выше, чем в воздухе охлаждаемых помещений холодильника.

Изоляционные материалы изготовляют в виде жест­ких изделий (плиты, блоки, скорлупы, сегменты), гиб­ких изделий (маты, рулонные материалы) и засыпных материалов (шлак, опилки, пробковая крошка и т.д.). Они должны легко поддаваться обработке режущими инструментами.

Различают изоляционные материалы органического происхождения, искусственные (синтетические) материа­лы органического происхождения и материалы мине­рального происхождения.

Свойства некоторых изоляционных материалов при­ведены в табл. 15.

Теплоизоляционные материалы органического про­исхождения. К ним относят пробковые и торфяные пли­ты, древесные опилки и др.

Пробковые плиты. Их изготовляют из измель­ченной коры пробкового дуба или коры бархатного де­рева. Лучшими свойствами обладают плиты экспанзит, которые получают нагреванием пробковой крошки до 200—250° С без доступа воздуха. Размеры плит, приме­няемые в технике: длина 1 м, ширина 0,5 м, толщина 0,05—0,10 м. Для изоляции аппаратов и трубопроводов применяют сегменты, скорлупы и другие фасонные ча­сти, изготовленные из пробки. Пробковая изоляция, об­ладающая хорошим теплозащитным свойством, мало ув­лажняется, трудно воспламеняется, стойка к поражению грибками и к гниению.

Однако эта изоляция имеет ограниченное применение вследствие ее дефицитности (ограничена сырьевая база) и высокой стоимости.

Торфяные плиты. Они представляют собой прессованный малоразложившийся

торф — сфагнум. Размеры плиты 1Х0,5X0,03 м.

Недостатки торфяных плит — горючесть, повышенная гигроскопичность, малая устойчивость против гниения и поражения грызунами, малая механическая прочность. В настоящее время на холодильниках торфяные плиты имеют ограниченное применение.

Древесные опилки. Их применяют в качестве засыпной изоляции для малоответственных и временных сооружений (ледников, ледяных буртов). Для повыше- ния стойкости против загнивания опилки обрабатывают фтористым натрием. Древесные опилки имеют повышен­ную гигроскопичность, легко загнивают и, как всякая засыпная изоляция, дают большую усадку. Из древесно­го сырья выполняют также теплоизоляцию в виде плит (спрессованные стружки, опилки, отходы бумаги, целлю­лозы и т. д.).

Синтетические теплоизоляционные материалы. Это искусственные материалы органического происхождения, полученные путем вспенивания синтетических смол. Они представляют собой газонаполненные пластмассы — пенопласты.

К материалам этой группы относят пенопласты, пенополистиролы, пенополиуретаны, мипора. Материалы легкие (объемная масса 20—100 кг/м³), обладают хоро­шими теплозащитными свойствами, высокой сопротив­ляемостью к увлажнению, морозостойкие, прочные и дол­говечные. Их выпускают в виде плит, которые имеют правильную форму и ровную поверхность. Материалы хорошо обрабатываются инструментом и не имеют за­паха.

Пенопласт ПХВ-1. Его изготовляют из поли­хлорвиниловой смолы в виде твердой пены с замкнутой мелкопористой структурой. Обладает достаточной проч­ностью, не горит после удаления из пламени. Размеры плит 500x500 мм, толщина 40—50 мм.

Пенополистиролы. Их получают полимериза­цией стирола, который изготовляют из бензина и этиле­на в присутствии хлорида алюминия при нагревании под давлением.

В настоящее время используют пенополистирол ПСБ-С, который получают из пластичных гранул (зерна диаметром 0,2—0,5 мм) суспензионного полистирола (С₆Н₅=СН—СН₂) и легкокипящего газообразователя — изопентона (С₅Н₁₂), хлористого метила или фреонов — в присутствии воды и эмульгатора. Пенополистирол ПСБ-С трудновозгораемый, а при удалении огня зату­хает. Пенополистиролы выпускают в виде плит длиной 900 мм, шириной 600 мм и толщиной 50 и 100 мм.

Пенополиуретаны. Их изготовляют из полиуретановых смол. Пенополиуретан получают на месте проведения изоляционных работ. На изолируемую по­верхность его можно наносить путем напыления. За один проход пульверизатора (пистолет-распылитель) образуется слой изоляции толщиной 15—25 мм. Изоля­ция получается прочная с хорошими теплозащитными свойствами. В месте прилегания пенополиуретана к изо­лируемой поверхности образуется пленка, обладающая пароизоляционными свойствами. Его можно наносить на любую поверхность.

Наиболее перспективными являются самозатухаю­щие пенополистиролы ПСБ-С и пенополиуретан ППУ-Зс.

М и п о р а. Мипора представляет собой легкую уп­ругую пену. Плиты мипоры имеют длину 1000 мм, шири­ну 500 мм и толщину 200—250 мм. Они очень гигроско­пичны и не прочны, поэтому имеют ограниченное приме­нение: их используют только для изоляции мелких холо­дильных устройств. Для защиты от увлажнения плиты мипоры завертывают в паронепроницаемую пленку или опускают на минуту в расплавленный битум. Мипора горит с выделением ядовитых газов.

Теплоизоляционные материалы минерального про­исхождения. К ним относят пенобетон, пеностекло, ми­неральную вату, минераловатные плиты, туф и пемзу, шлаки, керамзитовый щебень и др. Материалы мине­рального происхождения не горят, не гниют, не поража­ются грибками и грызунами.

Пенобетон. Это пористый бетон, изготовленный из цементного теста со вспененным канифольным мы­лом. Пенобетон гигроскопичен и недостаточно морозо­устойчив. Пенобетон применяют для изоляции стен и покрытий, но чаще всего его используют для внутрен­них стен и перегородок, где пенобетон выполняет функ­ции изоляционного и строительного материала. Пенобе­тон изготовляют в виде блоков размерами 1000x500 мм и толщиной 80—200 мм (через 20 мм).

Пеностекло (газостекло). Это пористый мате­риал, полученный спеканием раздробленного стекла (от­ходы стекольного производства и стекольный бой) с

газообразователями (древесный уголь или известняк) при 700—900° С. Его изготовляют в виде блоков длиной 500 мм, шириной 500 мм и толщиной 60—120 мм. Пено­стекло — прочный материал, довольно легко обрабаты­вается, и его можно использовать в качестве строитель­ного и теплоизоляционного материала для перегородок холодильника.

Минеральная вата. Она состоит из тонких стекловидных волокон с шариковыми включениями. Ее получают из минералов, шлака или стекла путем разду­вания струи расплавленного материала в гонкие волок­на (толщиной 10—50 мкм) сжатым горячим воздухом или паром. Шлаковая и стеклянная вата, применяемая как засыпная изоляция, создает опасность для людей при выполнении изоляционных работ, так как стеклян­ная крошка и пыль поражают дыхательные пути и кожу.

Минераловатные плиты. Их изготовляют из минеральной ваты, пропитанной битумной эмульсией, с последующей формовкой, прессованием и сушкой. Из этого материала изготовляют также скорлупы, сегмен­ты и другие фасонные части для изоляции труб и аппа­ратов. Размеры минераловатных плит: длина 1 м, шири­на 0,5 м, толщина 0,05 м. Минераловатные изделия поч­ти не горят, имеют очень малую гигроскопичность, морозоустойчивы, не гниют, не поражаются грибками и грызунами. Их применяют для изоляции различных ог­раждений холодильника, аппаратов и трубопроводов.

Туф и пемза. Это естественные пористые мате­риалы вулканического происхождения. Их используют как местные материалы. Туф обладает механической прочностью, и его применяют в качестве строительного и изоляционного материала для стен и перегородок холо­дильников. Пемзу используют в качестве засыпной изо­ляции для полов и верхнего покрытия.

Для изоляции полов и покрытий широко используют шлаки (котельный и доменный) и керамзитовый щебень.