Kā gaisa spraugas lielums starp sildplāksni un tās izolāciju ietekmē siltuma veiktspēju?

Parasti tiek uzskatīts, ka izolācija pieskaras karstai aizsargājamai virsmai. Patiesībā gandrīz vienmēr ir gaisa sprauga - tīša vai neapzināta-, kas var vai nu veicināt, vai kavēt siltuma veiktspēju atkarībā no tā, kā tā tiek uzturēta. Zinot siltuma pārneses fiziku pa šo spraugu, inženieri potenciālo ievainojamību var pārvērst dizaina priekšrocībā.

Klusā gaisa kā izolatora fizika.
Nekustīgs gaiss ir ļoti labs izolators. Tas ir labāks par daudziem tipiskiem izolācijas materiāliem, kuru siltumvadītspēja ir aptuveni 0,026 W/m·K. Gaisa sprauga starp karsto plāksni un aizmugures izolāciju nodrošina vēlamo termisko pretestību, kamēr gaiss tiek turēts un nevar plūst. Konvektīvajai siltuma pārnesei – uzkarsētā gaisa pacelšanai un aizstāšanai ar aukstu gaisu – nepieciešama telpa. Viskozie spēki dominē šaurā spraugā, kas parasti ir mazāka par 1 cm (0,4 collas), nomācot konvekciju. Šajā režīmā gaisa sprauga labvēlīgi ietekmē kopējo izolācijas vērtību.

Tādējādi gaisa spraugas izolācijas sildīšanas plākšņu sistēmu termiskā veiktspēja nav{0}}lineāra ar spraugas izmēru. Ļoti šauras spraugas (1-2 mm) rada papildu pretestību, bet ir neaizsargātas pret tiltu veidošanu vai fizisku kontaktu, kas nogalina gaisa slāni. Un, ja tas ir noslēgts pret gaisa kustību, radušās spraugas 5–10 mm diapazonā nodrošina daudz papildu izolāciju, būtiski nepalielinot kopējo biezumu.

Negatīvā puse ir radiācijas apvads.
Temperatūrai paaugstinoties, spraugas karstajā pusē dominē otrs siltuma pārneses mehānisms. Radiācijas siltuma pārnese ir proporcionāla absolūtās temperatūras ceturtajai pakāpei. Radiācija gaisa spraugā var būt ievērojama parastās presēšanas plātņu temperatūrās (150-400 grādi / 300-750 grādi F). Ja plāksnes aizmugure ir pakļauta metālam ar augstu izstarojuma koeficientu (oksidētais tērauds parasti ir no 0,8 līdz 0,9), infrasarkanais starojums spēcīgi izstaros pāri spraugai, tādējādi liedzot vadošās izolācijas priekšrocības.

Lielāka nekontrolēta sprauga ar konvektīvu gaisa kustību var būt siltuma zudumu ceļš, nevis tāpēc, ka gaiss ir labs siltuma vadītājs, bet gan tāpēc, ka starojums var izplūst un cirkulējošais gaiss pārnes siltumu prom no plāksnes. Jo lielāks attālums pārsniedz konvekcijas-nomāšanas slieksni (apmēram. 1-2 cm), jo lielāka nozīme ir starojumam, un gaisa sprauga kļūst mazāk efektīva kā termiskā barjera.

Gaisa spraugas padarīšana par veiktspējas līdzekli
Risinājums ir kontrolēta gaisa sprauga un zema{0}}emisijas barjera. Apzināta, regulēta 5-10 mm gaisa sprauga ar atstarojošu foliju vienā vai abās pusēs var ievērojami uzlabot kopējo izolācijas veiktspēju ar nelieliem izdevumiem. Izmantojot atstarojošu foliju ar izstarojuma koeficientu 0,05 (tipiski pulētam alumīnijam vai speciāli izgatavotai starojuma barjerai), starojuma pārnesi pāri spraugai var samazināt par 95%; Folija darbojas kā siltuma atstarotājs starojumam atpakaļ uz karsto plāksni, kā arī novērš enerģijas zudumus, kamēr nekustīgais gaisa slānis nodrošina elektrisko pretestību.

Pareizi uzbūvēta gaisa šūna ar starojuma barjeru ir ļoti efektīva izolācijas tehnoloģija. Tas palielina termisko pretestību, nepalielinot izolācijas biezumu, var tikt aprīkots ar esošajām plāksnēm un ir īpaši efektīvs augstās darba temperatūrās režīmā, kurā dominē starojums.

Praktiskās dizaina vadlīnijas
Labākai gaisa spraugas izolācijas siltuma efektivitātei plākšņu konstrukcijās apkurei:

Atstājiet attālumu 5-10 mm — pietiekami mazs, lai novērstu dabisku konvekciju, bet pietiekami liels, lai izvairītos no nejauša pieskāriena.

Piestipriniet atstarojošu foliju karstajai plāksnei (vai abām spraugas pusēm). Ideālā gadījumā emisijas koeficients < 0.1 .

Aizveriet atveres malu, lai gaiss neieplūstu un neradītu skursteņa efektus, kas virza konvekciju.

Pārliecinieties, vai sprauga ir sausa - mitrums gaisa slānī uzlabo efektīvo siltumvadītspēju un var kondensēties uz vēsākām virsmām.

Un otrādi, liela plaisa, kas netiek pārvaldīta un kurai ir konvektīva gaisa kustība, var būt siltuma zudumu ceļš. Nejaušas spraugas, kas samazina veiktspēju, var rasties savītas izolācijas, vaļīgas montāžas vai nepareizas uzstādīšanas dēļ. Regulārai pārbaudei ir jāpārliecinās, ka jebkura nepieciešamā gaisa sprauga ir vienmērīga un atstarojošās virsmas ir tīras un neskartas.

Secinājums: liela iespēja, maza plaisa
Pareizi izbūvēta gaisa telpa ar starojuma barjeru ir vēlams izolācijas sistēmas aspekts, nevis problēma, kas jārisina. Ja plāksnes temperatūra ir augsta, ir ļoti svarīgi samazināt starojuma pārnesi, un atstarojošā folija pareiza izmēra spraugā var samazināt siltuma zudumus par vairāk nekā 50%, ja tiek izmantota tikai vienā līmenī uzstādīta izolācija. Vienkārši, pasīvi siltuma projektēšanas pasākumi var radīt lielu enerģijas ietaupījumu. Neatkarīgi no tā, vai tiek būvētas jaunas plāksnes vai modernizētas vecās iekārtas, gaisa spraugas kontrole un starojuma pārvaldība pārvērš slēpto telpu par aktīvu siltuma efektivitātes veicinātāju.