عایق لوله ای چیست و چه کاربردی دارد؟
متخصصین حوزه پلیمر پس از تحقیقات بسیار به این نتیجه رسیده اند که بخش مهمی از انرژی از طریق لوله ها به هدر می روند. به همین دلیل سالیانی است که مبحث تولید عایقی که بتواند از هدررفت انرژی جلوگیری کند و در مصرف آن بهینه سازی نماید، در صدر مباحث تأسیساتی قرار گرفته است.
امروزه عایق لوله ای الاستومری تولیدی گروه صنعتی لینکران جایگزین عایق های قدیمی مانند عایق پشم سنگ و پشم شیشه گردیده است. ویژگی ها و صفات بارز مثبت فوم الاستومری سبب شده تا این نوع از عایق لوله ای جایگزین بدون رقیب عایق های تولیدی دیگر شود.
در این مقاله ما به بررسی ویژگی ها و مشخصات عایق لوله ای الاستومری خواهیم پرداخت.
عایق های لوله ای مواد یا ترکیباتی از مواد هستند که در اطراف لوله پیچیده می شوند تا از اتلاف انرژی در لوله ها و مسیر لوله کشی جلوگیری کنند. عایق های لوله ای میزان تلفات انرژی را تا حد زیادی کاهش داده و در نتیجه هزینه انرژی را کم می کنند.
در مواردی که لوله ها در دمایی پایین تر از دمای محیط کار می کنند، احتمال متراکم شدن بخار آب در سطح لوله ها وجود دارد.
کاملاً واضح است که رطوبت به ایجاد خوردگی کمک می کند (رطوبت در مجاورت هوا باعث خوردگی فلزات می شود)، بنابراین جلوگیری از تشکیل میعانات روی لوله ها مسأله ای مهم تلقی می شود.
عایق لوله ای می تواند از چگالش جلوگیری کند، زیرا دمای سطح عایق با دمای سطح لوله متفاوت خواهد بود. به شرط آنکه:
(الف) دمای سطح عایق بالاتر از دمای نقطه شبنم هوا باشد.
(ب) عایق حاوی نوعی مانع بخار آب (Water Vapour Barrier) یا کند کننده عبور آب باشد (Water Retardant) که از عبور بخار آب از طریق عایق قرار گرفته بر روی سطح لوله جلوگیری کند، چگالش اتفاق نخواهد افتاد.
از آنجا که برخی از لوله های آب در فضای باز یا در قسمت های گرم نشده ای قرار دارند که ممکن است دمای محیط گاهی اوقات به زیر نقطه انجماد آب کاهش یابد، به طور بالقوه ممکن است آب درون لوله ها یخ بزند. هنگامی که آب منجمد می شود، منبسط شده و این انبساط می تواند باعث ترکیدگی و خرابی سیستم لوله کشی در اشکال مختلف شود.
عایق لوله نمی تواند از یخ زدگی آب ساکن درون سیستم لوله کشی جلوگیری کند، اما می تواند زمان لازم برای یخ زدگی را افزایش دهد – در نتیجه خطر یخ زدگی لوله را کاهش می دهد – . به همین دلیل، توصیه می شود لوله های در معرض خطر یخ زدگی عایق کاری حرارتی برودتی شوند.
برای یک طول مشخص، لوله ای با قطر کوچکتر حجم کمتری از آب را نسبت به یک لوله با قطر بزرگتر در خود نگه می دارد و بنابراین آب موجود در یک لوله با قطر کوچکتر به راحتی (و سریعتر) از آب موجود در یک لوله با قطر بزرگتر یخ می زند (با فرض طول معادل).
از آنجا که لوله های دارای قطر کوچکتر خطر یخ زدگی بیشتری دارند، برای حل این مشکل، معمولاً از عایق کاری همراه با سایر روش های جلوگیری از یخ زدگی استفاده می شود (به عنوان مثال عبور کابل گرمایشی، یا اطمینان از جریان مداوم آب درون لوله).
عایق کاری لوله کشی خطوط رفت و برگشت آب گرم بویلر
از آنجا که لوله کشی می تواند در دماهایی بسیار متفاوت با دمای محیط کار کند و سرعت انتقال حرارت از یک لوله به تفاوت دمای بین لوله و هوای محیط اطراف بستگی دارد، اتلاف گرما از طریق لوله می تواند قابل توجه باشد. استفاده از عایق حرارتی لوله باعث ایجاد مقاومت حرارتی و کاهش جریان گرما می شود.
ضخامت های عایق حرارتی لوله، که برای صرفه جویی در مصرف انرژی مورد استفاده قرار می گیرند با هم متفاوت است، اما به عنوان یک قاعده کلی، لوله هایی که در دماهای بسیار بالا کار می کنند جریان گرمای بیشتری دارند و برای صرفه جویی در مصرف انرژی نیازمند عایق هایی با ضخامت بیشتر هستند.
محل عبور لوله کشی نیز در انتخاب ضخامت عایق تأثیر گذار است. به عنوان مثال، در بعضی شرایط، ممکن است لوله های گرمایش در یک ساختمان عایق کاری شده نیازی به عایق کاری نداشته باشند، زیرا گرمای “اتلاف شده” (یعنی گرمای انتقال یافته از لوله به هوای اطراف) می تواند “برای گرم کردن” ساختمان مفید باشد، به این ترتیب گرمای “اتلاف شده” در نهایت در سیستم عایق کاری ساختمان به دام می افتد.
برعکس، ممکن است چنین لوله هایی عایق کاری شوند تا از گرم شدن بیش از حد یا خنک شدن غیرضروری اتاق هایی که سیستم لوله کشی از آنها عبور می کند جلوگیری شود.
محافظت در برابر دمای شدید
در مواردی که سیستم لوله کشی در دمای پایین یا بسیار پایین کار می کند، در صورت تماس فیزیکی افراد با سطح لوله ها، احتمال وقوع آسیب دیدگی وجود دارد. آستانه درد انسان ها با هم متفاوت است، اما چندین استاندارد بین المللی محدودیت های توصیه شده برای دمای لمس را تعیین کرده اند. اصولاً دمای سطح عایق با دمای سطح لوله متفاوت است، و از آنجا که به طور معمول سطح عایق دارای درجه حرارت “شدید” نیست، می توان از عایق لوله برای حفظ دمای لمس سطح در یک محدوده امن استفاده کرد.
لوله کشی می تواند به عنوان محل عبور و راه انتقال سر و صدا از یک قسمت ساختمان به قسمت های دیگر ساختمان عمل کند (برای مثال سر و صدای حاصل از جریان فاضلاب در سیستم لوله کشی فاضلاب ساختمان).
عایق صوتی می تواند از طریق میرا کردن صدای دیواره لوله و جدا سازی صوتی در نقاطی که لوله از درون یک دیوار یا کف ثابت عبور می کند و هر در محل های تثبیت مکانیکی لوله، از این انتقال صدا جلوگیری کند.لوله کشی همچنین می تواند باعث ایجاد نویز مکانیکی شود. در چنین شرایطی، با استفاده از یک عایق صوتی به عنوان یک مانع صوتی با چگالی بالا، می توان باعث شکست صدا در دیواره لوله شد.
عوامل موثر بر عملکرد
عملکرد نسبی عایق های لوله ای مختلف برای کاربردهای خاص می تواند تحت تأثیر عوامل زیادی باشد.
عوامل اصلی عبارتند از:
• رسانایی گرمایی (“k” or “λ” value)
• قابلیت انتشار سطحی (“ε” value)
• مقاومت در برابر بخار آب (“μ” value)
• ضخامت عایق
• تراکم
عوامل دیگری، مانند سطح رطوبت و گسستگی پیوندها، می توانند عملکرد کلی عایق لوله را تحت تأثیر قرار دهند. بسیاری از این عوامل در استاندارد بین المللی EN ISO 23993 ذکر شده است.
مواد
مواد عایق های لوله ای بسیار متنوع هستند، اما بیشتر مواد در یکی از دسته های زیر قرار می گیرند.
پشم معدنی
پشم های معدنی ، از جمله پشم سنگ و سرباره، رشته های غیر آلی فیبرهای معدنی هستند که با استفاده از چسب های آلی به هم پیوند خورده اند. پشم های معدنی قادر به کار در دمای بالا هستند و دارای عملکرد خوبی در برابر آتش هستند. از پشم های معدنی در انواع لوله ها و لوله های صنعتی که در دماهای بالاتر کار می کنند استفاده می شود.
پشم شیشه
پشم شیشه یک ماده عایق الیافی با توان تحمل حرارت بالا، مشابه پشم معدنی است. در این عایق ها رشته های معدنی الیاف شیشه با استفاده از اتصال دهنده به هم متصل می شوند.مانند پشم معدنی، از عایق پشم شیشه نیز می توان برای کاربردهای حرارتی و صوتی استفاده کرد.
فوم های الاستومری انعطاف پذیر
این فوم های لاستیکی انعطاف پذیر، از نوع فوم های سلول بسته و لاستیکی بر پایه لاستیک های NBR یا EPDM هستند. فوم های الاستومری انعطاف پذیر چنان مقاومت زیادی در برابر عبور بخار آب از خود نشان می دهند که به طور کلی نیازی به مهار کننده های اضافی بخار آب ندارند. چنین مقاومت بالایی در برابر بخار، همراه با سطح بالای انتشار پذیری لاستیک، به فوم های الاستومری انعطاف پذیر اجازه می دهد تا حتی با ضخامت های نسبتاً کم از تشکیل میعانات سطحی جلوگیری کنند.
در نتیجه، فوم های الاستومری انعطاف پذیر به طور گسترده ای در لوله های تبرید و سیستم های تهویه مورد استفاده قرار می گیرند. از فوم های الاستومری انعطاف پذیر در سیستم های گرمایش و آب گرم نیز استفاده می شود.
عایق های لوله ساخته شده از فوم سخت PIR یا PUR در بعضی از کشورها معمول هستند. عایق فوم سخت دارای کمترین عملکرد صوتی است اما مقادیر هدایت حرارتی آن کم (در حد ۰٫۰۲۱ W/m°k یا پایین تر) است، این خاصیت به ما اجازه می دهد در حالی که از ضخامت های کمتری از عایق استفاده می کنیم، قوانین مربوط به صرفه جویی در انرژی را نیز رعایت کنیم.
پلی اتیلن یک عایق فوم پلاستیکی انعطاف پذیر است که به طور گسترده ای برای جلوگیری از یخ زدگی لوله های آبرسانی خانگی و کاهش اتلاف گرما از طریق لوله های گرمایش خانگی استفاده می شود.عملکرد آتش پلی اتیلن در ضخامت یک اینچ معمولاً با E84 50/25 سازگار است.
۱۰۰% شیشه در درجه اول از شن و ماسه، سنگ آهک و خاکستر سودا تولید می شود.
عایق ایروژل کمترین میزان رسانایی گرمایی را نسبت به سایر عایق های تجاری دارد. اگرچه در حال حاضر هیچ تولید کننده ای مقاطع لوله ای ایروژل را تولید نمی کند، اما می توان عایق رولی (پتویی) ایروژل را به دور لوله ها پیچید و به آن اجازه داد تا به عنوان عایق لوله عمل کند. استفاده از ایروژل برای عایق کاری لوله ها در حال حاضر محدود است.
محاسبات جریان گرما و مقدار R
جریان حرارت عبوری از عایق لوله را می توان با پیروی از معادلات تعیین شده در هر دو استاندارد ASTM C 680 یا EN ISO 12241 محاسبه کرد.
برای محاسبه جریان گرما، ابتدا لازم است مقاومت حرارتی (“R-value“)برای هر لایه عایق محاسبه شود.
برای عایق کاری لوله ها، مقدار R نه تنها بر اساس ضخامت عایق و هدایت حرارتی (“k-value”) بلکه بر اساس قطر خارجی لوله و دمای متوسط ماده نیز متفاوت است.
محاسبه مقاومت حرارتی در سطوح داخلی و خارجی عایق پیچیده تر است و مستلزم محاسبه ضرایب انتقال حرارت سطحی داخلی و خارجی است. معادلات این محاسبات بر اساس نتایج تجربی به دست آمده و از استاندارد به استاندارد متفاوت است (هر دو ASTM C 680 و EN ISO 12241 حاوی معادلاتی برای برآورد ضرایب انتقال گرمای سطح هستند).
تعدادی از سازمان ها مانند انجمن تولیدکنندگان عایق آمریکای شمالی و Firo Insulation برنامه های رایگان ارائه می دهند که امکان محاسبه جریان حرارت از طریق عایق لوله را فراهم می کند.
عایق لوله ای الاستومری گروه صنعتی لینکران
عایق حرارتی و برودتی لوله ای گروه صنعتی لینکران به‌صورت پیش‌ساخته با ساختار سلولی بسته برای عایق کاری انواع لوله ها با کاربردها و جنس های متفاوت مانند لوله آب گرم مصرفی، لوله های سرمایش و گرمایش مربوط به فن‌کوئل، سیستم های تهویه مطبوع و لوله‌های تأسیساتی استفاده‌شده و موجب صرفه‌جویی انرژی در این سیستم‌ها می‌شوند. همچنین عایق الاستومری لوله ای از زنگ زدن لوله‌های فلزی در معرض شرایط جوی نامناسب ممانعت می‌کنند.
عایق لوله ای برنـد گروه صنعتی لینکران به چهار شکل ساده ، باروکش آلومینیومی ، چاکدار و با روکش پروتکت بلک تولید میشود که نوع ساده آن جهت عایق کاری در فضاهای بسته و نوع با روکش آلومینیوم با ضخامت‌های مختلف عموماً برای استفاده در محیط‌های باز به کار گرفته میشود.
منبع : گروه صنعتی لینکران linkran.com
