ضخامت مناسب جهت عایق بندی

به منظور تکمیل اطلاعات مشتریان عزیز، توضیحات جامع و تخصصی در ارتباط با عایق حرارتی و انواع آن با عناوین زیر به تفصیل بیان شده است.

1. ضخامت مناسب جهت عایق بندی
2. محاسبه ضخامت مناسب و بهینه عایق بندی

همچنین کاربران عزیز می توانند جهت مشاهده انواع مدل های عایق حرارتی ، و مقایسه قابلیت های هر مدل و کاربری هر یک از عایق های حرارتی به لینک زیر مراجعه نمایند.

جهت مشاهده لیست انواع عایق حرارتی کلیک نمایید. 

عایق‌بندی در ساختمان‌ها و تجهیزات صنعتی به منظور کاهش مصرف انرژی و حفظ دما اهمیت فراوانی دارد. ضخامت مناسب عایق‌بندی یکی از عوامل کلیدی در بهبود کارایی حرارتی و صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی است. در این مقاله به بررسی اهمیت انتخاب ضخامت مناسب عایق، عوامل تأثیرگذار بر آن و معیارهای تصمیم‌گیری برای انتخاب بهترین ضخامت می‌پردازیم.

کاربردهای متنوع عایق‌ بندی حرارتی در صنعت

عایق بندی یکی از مواردی است که در بخش های مختلفی از صنعت وجود داشته و کاربردهای مختلفی دارد. از جمله این کاربردها میتوان به ذخیره انرژی با کاهش اتلاف حرارت، کنترل دمای سطح تجهیزات به منظور ایمنی افراد، کنترل دمای فرآیند به جهت دستیابی به دمای مطلوب، جلوگیری از چگالش آب برروی سطوح سرد، افزایش راندمان سیستمهای گرمایشی/ سرمایشی، جلوگیری از خوردگی تجهیزات، جلوگیری از آتش سوزی و به نوعی ضد حریق و از همه مهمتر، کاهش میزان مصرف سوخت و به تبع آن کاهش میزان انتشار آلاینده های زیست محیطی اشاره کرد.

نیاز به توازن میان استفاده و کارایی عایق‌های حرارتی

همه موارد ذکر شده نکات مثبتی در رابطه با عایق حرارتی هستند که کفه ی ترازو را به سمت استفاده ی هرچه بیشتر از عایق های حرارتی سوق میدهند. اما لزوما استفاده بیشتر از عایق های حرارتی موجب مطلوبیت نهایی از منظر بررسی سیستماتیک یک مجموعه نمی شود.  
برای معین شدن این میزان استفاده بایستی در کفه ی دیگر ترازو موارد اقتصادی به عنوان یک اهرم کاهشی در جهت استفاده از عایق های حرارتی قرار گیرد. 

ضرورت توازن اقتصادی در استفاده از عایق حرارتی

استفاده از عایق حرارتی در یک سیستم باید به گونه ای باشد که هزینه ی سرمایه گذاری شده به جهت کاهش اتلاف انرژی در یک سیستم بیشتر نشود از هزینه مازاد مصرف انرژی در صورت عدم وجود عایق مناسب، در غیر اینصورت نسبت به سرمایه گذاری بیشتر صورت گرفته برای استفاده از عایق ، از سوددهی کمتری برخوردار خواهیم بود.

تغییر رویکرد در بهینه‌سازی ضخامت عایق‌ها

توابع بهینه سازی ضخامت مناسب جهت عایق بندی تا یک دهه اخیر تنها توازنی میان مسائل اقتصادی و قیود مهندسی و فنی حاکم بر یک پروژه بودند تا اینکه به دلیل کاهش منابع فسیلی و افزایش گازهای آلاینده و مسائل مرتبط با گرمایش جهانی، در میزان استفاده از عایق حرارتی، این مسائل نیز در توابع بهینه سازی یک پروژه به عنوان متغییرهای موثر وارد شده اند. 

پیشنهاد مطالعه : انواع عایق حرارتی

انتخاب نوع عایق بندی

انتخاب نوع عایق بندی براساس ماده عایق و مکان استفاده از آن، سیال جاری درون آن و آستانه ی تحمل عایق میتواند متفاوت باشد، اما یک حد معینی برای افزایش ضخامت این عایق وجود دارد. 
 فرمول این حد معین به قرار زیر است، یعنی افزایش ضخامت عایق بیش از این مقدار فایدهای در جهت عایق بندی ندارد. 
برای یافتن ضخامت مناسب و بهینه عایق بندی بایستی از روابط انتقال حرارت استفاده نمود.

عوامل تأثیرگذار بر انتخاب ضخامت عایق

انتخاب ضخامت مناسب عایق به چندین عامل بستگی دارد که در زیر به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌شود:

نوع عایق

مواد عایق مختلف دارای ویژگی‌های حرارتی متفاوتی هستند. برای مثال، عایق‌های پشم سنگ، فوم پلی‌اورتان، و فوم پلی‌استایرن هر یک دارای مقادیر مختلفی از ضریب هدایت حرارتی هستند. موادی با ضریب هدایت حرارتی کمتر، عایق بهتری هستند و در نتیجه به ضخامت کمتری نیاز دارند.

شرایط آب و هوایی

موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی نقش مهمی در تعیین ضخامت عایق ایفا می‌کنند. در مناطق سردسیر، برای جلوگیری از اتلاف حرارت بیشتر، نیاز به عایق‌های ضخیم‌تر است. در مقابل، در مناطق گرمسیر، ضخامت کمتر برای جلوگیری از ورود گرما به داخل کافی خواهد بود.

مصرف انرژی و نوع سیستم گرمایشی/سرمایشی

نوع سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی مورد استفاده در ساختمان یا تجهیزات نیز بر ضخامت عایق تأثیر می‌گذارد. در سیستم‌هایی که با انرژی بالا کار می‌کنند، به دلیل تولید حرارت یا سرمای زیاد، نیاز به عایق‌های ضخیم‌تر برای حفظ کارایی است.

بودجه و هزینه

یکی از محدودیت‌های مهم در انتخاب ضخامت عایق، بودجه‌ای است که برای عایق‌بندی در نظر گرفته شده است. استفاده از عایق ضخیم‌تر ممکن است هزینه‌های نصب اولیه را افزایش دهد، اما از طرفی باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه‌های بلندمدت می‌شود. انتخاب ضخامت مناسب باید بر اساس تعادل میان هزینه‌های نصب و بهره‌وری انرژی باشد.

نیاز به فضای کاربردی

در برخی موارد، استفاده از عایق‌های ضخیم ممکن است فضای کاربردی محیط را کاهش دهد. به خصوص در فضاهای کوچک مانند دیوارهای باریک یا تأسیسات صنعتی، محدودیت فضایی می‌تواند یکی از عوامل مهم در تعیین ضخامت باشد.

محاسبه ضخامت مناسب و بهینه عایق بندی

برای عایق کاری یک لوله که درون آن سیال مایع قرار قرار دارد و بیرون آن در تماس با هوای آزاد است، میدانیم حرارت منتقل شده از سیال به دیواره ی لوله به صورت رسانش بوده و حرارت منتقل شده از دیواره ی بیرونی لوله که با هوای آزاد در ارتباط است از نوع همرفت بوده، با صرف نظر کردن از انتقال حرارت تابشی و با برابر قرار دادن این دو تساوی، شعاع بحرانی انتقال حرارت درون لوله بدست میآید که برابر r_cr = k/h است. در این تساوی k همان ضریب انتقال حرارت رسانشی لوله و h نیز ضریب انتقال حرارت همرفت هوای آزاد است.

 یافتن این نسبت با دانستن اطلاعات لوله و هوای پیرامون قابل محاسبه است. این شعاع که شعاع بحرانی (critical radius) نامیده میشود، کمترین مقاومت رسانایی لوله است، یعنی با افزایش شعاع از این میزان یا کاهش شعاع کمتر از این میزان، مقاومت رسانایی را افزایش می دهد. 
 مقدار بهینه عایق کاری براساس این تعریف و با توجه به قیود فنی و اقتصادی قابل محاسبه است.

اگر بخواهیم رفتار عایق حرارتی را بر روی یک نمودار نشان دهیم از نمودار زیر بهره میجوییم. عبارت R'_tot نشان دهندهی مقاومت رسانایی کلی عایق، R'_cond مقاومت رسانایی رسانش و R'_conv مقاومت رسانایی همرفت است.

همانطور که مشاهده میشود با افزایش شعاع پوشش از میزان بحرانی (که در شکل زیر 6 میلیمتر است) مقدار مقاومت رسانایی کلی افزایش مییابد، اما این افزایش با افزایش هزینه عایق بندی همراه است که برای یافتن بهینه ترین شعاع – از لحاظ اقتصادی و فنی با انجام محاسبات انتقال حرارت برروی سیستم صورت میگیرد.

اکنون که با شعاع بحرانی عایق کاری برای یک لوله آشنا شدید، در ادامه به محاسبهی ضخامت مناسب جهت عایق کاری صفحات تخت از جمله دیوارهای داخلی یک حجم بسته میپردازیم. عایق کاری منازل در بسیاری از کشورهای توسعه یافته از اهمیت بالایی برخوردار است. در این قسمت به محاسبهی ضخامت بهینه برای عایق کاری یه صفحهی تخت همانند دیوارهای داخلی منازل، سولهها، کارگاه و کارخانجات میپردازیم. با درنظر گرفتن انتقال حرارت یک بعدی در دیواره عایق، به فرمول زیر دست مییابیم:

که در این رابطه، _{(عایق کاری)}K بر اساس اطلاعات جنس عایق مورد استفاده قرار گرفته شده، _کلیR مقاومت حرارتی کلی دیواره ها که از روابط انتقال حرارت حاصل میشود، A مساحت کل دیوار، h و h_r نیز به ترتیب ضریب انتقال حرارت همرفت و ضریب انتقال حرارت تابشی هستند. از رابطهی فوق میتوان ضخامت عایق مورد نیاز برای عایق کاری یک دیواره که به صورت یک صفحهی تخت درنظر گرفته میشود را محاسبه نمود. توجه شود که میتوان در این رابطه از انتقال حرارت تابشی با توجه به رنگ دیواره تا حدود بسیار زیادی صرف نظر کرد. 

نتیجه گیری

ضخامت مناسب عایق‌بندی نقش کلیدی در کاهش اتلاف انرژی و بهینه‌سازی مصرف انرژی دارد. انتخاب ضخامت مناسب باید بر اساس مجموعه‌ای از عوامل از جمله نوع عایق، شرایط اقلیمی، نوع سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، بودجه و نیازهای فضایی انجام شود. رعایت این اصول می‌تواند به کاهش هزینه‌های انرژی و افزایش راحتی و کارایی سیستم‌های حرارتی و برودتی کمک کند.

با تشکر از اعتماد شما، فروشگاه اینترنتی بامین تهویه تصاویر،اطلاعات فنی و مشخصات انواع عایق حرارتی را جهت مقایسه و خریدی مطمئن در اختیار مشتریان محترم قرار داده است. مشاورین بامین تهویه آماده ی پاسخ گویی به سوالات شما می باشند.

بامین تهویه تخصصی ترین وب سایت کشور در زمینه تأسیسات

منابع: کتاب انتقال حرارت اینکروپرا ویرایش ششم – سایت جهانی تولید کننده  آرماسل www.local.armacell.com

گلناز افشون – سینا طلوعی جدی