Теплоизоляция уменьшает передачу тепла между твердыми телами, жидкостями или газами за счет создания барьера между ними. Изоляция имеет решающее значение для целого ряда отраслей, включая энергетику, промышленность, медицину и другие. В этой статье рассмотрим теплоизоляцию как процесс и объясним принцип его работы.
Теплоизоляция: описание и принцип работы
Как работает теплоизоляция?
Теплоизоляционные материалы ограничивают скорость теплового потока между объектами или веществами. Материалы с наименьшей теплопроводностью обеспечат наилучшую изоляцию. Помимо теплопроводности при выборе изоляционных материалов могут учитываться и другие физические свойства, такие как:
- Плотность
- Толщина
- Удельная теплоемкость
- Термическое сопротивление
- Температуропроводность
Одними из наиболее распространенных теплоизоляционных материалов являются стекловолокно, минеральная вата, пенополиуретан и полистирол. Некоторые из наиболее эффективных теплоизоляционных материалов включают аэрогель, пирогель и улучшенную вакуумную изоляцию .
Изоляция с двойными стенками
Газы плохо проводят тепло, потому что их молекулы находятся далеко друг от друга. Можно использовать воздух в качестве изолятора, удерживая его между двумя слоями твердого материала. Двойная изоляция относится к системам, которые улавливают газ, образуя тепловой барьер. Например, в стеклопакетах или тепловых окнах этот метод используется для замедления теплопередачи.
Вакуумная изоляция
Вакуумная изоляция похожа на изоляцию с двойными стенками. Этот вид обеспечивает более мощный и долгосрочный контроль температуры. Вместо заполнения зазора газом, пространство между стенками вакуумируется. Благодаря удалению молекул воздуха, теплообмен сводится к минимуму.
Усовершенствованная вакуумная изоляция часто требуется для систем, нуждающихся в максимальной эффективности тепловой энергии.
Эти окна состоят из двух или трех слоев стекла с герметичным пространством между ними. Эти пространства заполнены аргоном или другими газами, которые являются особенно плохими проводниками тепла, тем самым уменьшая конвективный и кондуктивный теплообмен через окно.