Что такое экранно-вакуумная изоляция и как ее создать

Что такое ЭВИ?

Экранно-вакуумная изоляция (ЭВИ) — это наиболее эффективный вид низкотемпературной изоляции, который представляет собой помещенные в вакуумную полость чередующиеся слои пленочных экранов и теплоизолирующих тонких прокладок.

От высоковакуумной изоляции ЭВИ отличается тем, что ее экраны не охлаждаются, а служат лишь для уменьшения теплопередачи излучением.

На эффективность ЭВИ влияет:

Коэффициент теплопроводности самих материалов

Кол-во слоев, плотность укладки, толщина слоя

Степень вакуума в пространстве

Помимо данных факторов необходимо учесть и параметры монтажа.

Так, при использовании алюминиевой фольги проводимость тепла вдоль экрана на 3 порядка выше проводимости по нормали к экрану. Другими словами, если производится намотка внутреннего сосуда криогенного резервуара из нескольких составляющих (отдельно намотка цилиндрической части и отдельно намотка днищ), то эффективность такой изоляции стремится к нулю. Через некоторое время после начала ее эксплуатации увеличиваются монтажные зазоры, нарушается изотермичность слоев, что создает дополнительные проблемы и снижает эффективность.

В промышленных условиях еще в СССР созданы разновидности непрерывной намотки экранно-вакуумной изоляции в виде спиральной, винтовой, диагональной, в виде пакетов или послойной укладки экранов.

Кустарный способ работы с ЭВИ подразумевает кусковую намотку с проклейкой скотчем. Да, именно на этом изобретении держится весь мир. Чаще всего такие производители сверху закрывают свое безобразие «мешком» (стекловолоконной пелериной зашитой с обеих сторон) и выдают это недоразумение за ноу-хау. При этом весь пакет изоляционных экранов должен быть помещен в вакуум с давлением не выше 10-20 Па. Причем такое давление необходимо поддерживать как в объеме изолирующего пространства, так и между слоями.

Кустарная изоляция обычно не идет ни в какое сравнение с промышленными образцами.

К чему все это написано?

Взяв за основу промышленный подход к намотке экранновакуумной изоляции и автоматизировав этот процесс, предприятие «Техгаз-ТК» освоило выпуск криогенных резервуаров вместимостью до 2 м3 с лучшими показателями термоизолированности на рынке. Транспортные криогенные газификаторы серии VISTA–ML, по мнению многих наших клиентов (НЛМК, УГМК, РУСАЛ), являются действительно лучшим решением на рынке, сочетая в себе надежность/стоимость/эксплуатационные возможности. По качеству и уровню исполнения изделия близки к продукции Cryolor и Messer, а по цене конкурируют с отечественными аналогами.

Свойства утепления на основе вакуума

Уникально низкий коэффициент теплопроводности вакуумных изоляционных панелей составляет 0,004-0,006 Вт/м*К. Для сравнения:

• пенополиуретан — 0,024 Вт/м*К;
• пеноплекс — 0,03 Вт/м*К;
• пенопласт — 0,041 Вт/м*К;
• минеральная вата — 0,05Вт/м*К.

Использование нового утеплителя позволяет уменьшить толщину изоляционного слоя в 6-10 раз. Например, 4,6 см вакуумной панели по сопротивлению передачи тепла соответствует 4,6 м кирпичной кладки.

Среди основных характеристик материала:

• Безопасность при пожаре, его класс огнестойкости А.
• Толщина панели составляет 20 мм.
• Отсутствие запаха и токсичных выделений.
• Длительный срок службы — 50-80 лет.
• Полная паронепроницаемость.
• Отсутствие ограничений формы, панели выпускают круглые, шаровые, цилиндрические, с 3D-поверхностью, с готовыми отверстиями.
• Возможность повторного применения.
• Безопасность для здоровья людей.

На срок эксплуатации вакуумных панелей влияет нескольких факторов: степень первоначального вакуума, размер изделия, свойства наполнителя, качество материала оболочки, эффективность поглотителя газа и влаги. Поглотители играют важную роль в увеличении продолжительности использования теплоизоляции.

Они нейтрализуют молекулы газа, проникающие снаружи или выделяющиеся из материала, помещенного в оболочку. Даже минимальное увеличение внутреннего давления повлечет снижение уровня теплоизоляции. Пористые наполнители (кремнезем, перлит) сами справляются с абсорбированием влаги и поглощением газа.

Преимущества и недостатки материала

Теплопроводность вакуумной изоляции намного ниже, чем у большинства известных изолирующих материалов (0,004-0,006 Вт/м*К). Такое свойство достигается именно благодаря вакууму, ведь тепло переносится через газы, а в данном случае их потоки отсутствуют. Толщина слоя утеплителя может быть серьезно уменьшена, при этом вес утепляющего пласта тоже снизится в 2-6 раз.

Важно! Вакуумная панель толщиной 4,6 см дает тот же эффект, что и стена из кирпича толщиной в 4,6 м.

Все материалы этой группы экологически чистые, безопасные, не содержат токсичных элементов. Они выпускаются в разных формах – есть шаровые, круглые, цилиндрические, квадратные и прямоугольные, 3D-модели, а также изделия с готовыми отверстиями.

Вакуумную теплоизоляцию можно применять даже повторно, а срок ее службы составит не менее 50-80 лет. Материал считается пожаробезопасным (класс огнестойкости А).

К минусам вакуумной теплоизоляции относятся:

• определенные трудности монтажа;
• отсутствие возможности подгонки под индивидуальные замеры;
• нарушение свойств при повреждении;
• потребность в аккуратной транспортировке;
• высокая цена.

Производители материалов для изоляции

Вакуумные панели можно приобрести далеко не во всех строительных магазинах, ведь число их производителей совсем не велико. Более успешной в плане выпуска материалов является Германия – в этой стране есть несколько фирм, которые выпускают новый тип теплоизоляции.

На заметку! Наиболее популярными остаются панели VACU-IZOTEC KG под маркой FRONT-VIP.

Их основные характеристики:

• центральная часть из порошка кремниевой кислоты;
• поверхность из многослойной комбинированной пленки;
• транспортировка в защите из вспененного полистирола;
• применение для утепления фасадов, полов;
• полная безопасность;
• теплопроводность — 0,005 Вт/м*К.

Компания IZOVER (Россия) также выпускает качественные теплоизолирующие вакуумные плиты, которые можно применять внутри помещений. Середина с вакуумом в них окружена специальным эластичным материалом, отвечающим за плотность прилегания, и алюминиевой пленкой.

Как правильно ставить панели

Монтаж теплоизолирующих панелей осуществляется на клей. Для фиксации не подходят гвозди, саморезы, шурупы, их нельзя разрезать, так как это нарушит герметичность.

При утеплении пола вначале кладут слой полиэтиленовой пленки, потом пласт полистирола толщиной 2 см, после два слоя вакуумных панелей, затем снова полистирол и пленку. В целом для установки нужны определенные знания и навыки, поэтому лучше пригласить профессионалов.