EnglishCách nhiệt/bảo ôn là gì? Tại sao chúng ta cần sử dụng cách nhiệt/bảo ôn (P1) => tiếp theo Phần 2, kiến thức chung cho cách nhiệt
Cách nhiệt/bảo ôn là gì? Các nhiệt/bảo ôn cho hệ lạnh hoặc nóng là một trong những mảng cần cách nhiệt/bảo ôn quan trọng đối với các công trình lớn, dự án building chọc trời, nơi cần có sự lưu thông không khí trong tòa nhà cấp thiết, dưới đây là bài giới thiệt về vật liệu cách nhiệt bảo ôn phổ biến trên thị trường
3. Cách nhiệt/bảo ôn cho hệ nóng và hệ lạnh:
Đối với hệ nóng
Các bề mặt thiết bị hoặc đường ống có nhiệt độ vận hành cao thường cần được cách nhiệt nhằm:
- Giảm thất thoát nhiệt năng.
- Bảo vệ an toàn cho người vận hành khỏi nguy cơ bỏng nhiệt.
- Giảm tải cho hệ thống gia nhiệt.
- Ổn định nhiệt độ công nghệ trong quá trình sản xuất.
Trong thực tế, nhiều tiêu chuẩn an toàn công nghiệp khuyến nghị nhiệt độ bề mặt tiếp xúc sau khi hoàn thiện lớp bảo ôn không nên vượt quá khoảng 55 – 60°C tại những vị trí có khả năng tiếp xúc trực tiếp với con người.
Mục tiêu của việc thiết kế cách nhiệt là lựa chọn vật liệu và chiều dày phù hợp để đạt hiệu quả kỹ thuật và kinh tế tối ưu. Việc sử dụng lớp bảo ôn quá dày có thể làm tăng chi phí vật tư, lớp bảo vệ ngoài và chi phí lắp đặt mà không mang lại hiệu quả tương ứng.
Đối với hệ lạnh
Cách nhiệt lạnh được áp dụng khi nhiệt độ vận hành của thiết bị hoặc đường ống thấp hơn nhiệt độ môi trường xung quanh. Mục tiêu chính bao gồm:
- Hạn chế hấp thụ nhiệt từ môi trường bên ngoài.
- Ngăn ngừa hiện tượng đọng sương trên bề mặt đường ống và thiết bị.
- Tránh đóng băng hoặc hư hỏng hệ thống.
- Giảm tổn thất năng lượng và chi phí vận hành.
Trong thiết kế hệ thống bảo ôn lạnh, các thông số như hệ số dẫn nhiệt, hệ số truyền nhiệt bề mặt, độ ẩm môi trường và nhiệt độ điểm sương cần được tính toán theo các tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp như ASTM, ISO hoặc BS/EN.
Đối với hệ lạnh, vật liệu có cấu trúc ô kín (closed-cell) thường được ưu tiên sử dụng nhờ khả năng kháng hơi nước và chống khuếch tán ẩm vượt trội. Đồng thời, nhiều vật liệu ô kín cũng sở hữu hệ số dẫn nhiệt thấp hơn so với các vật liệu dạng sợi truyền thống.
4. Cách nhiệt cao su lưu hóa
Cao su nitrile hay cao su NBR, tên gốc: nitrile-butadiene rubber, hay cao su tổng hợp chịu dầu, được sản xuất từ một chất đồng đẳng của acrylonitrile và butadien. Dùng trong ống dẫn nhiên liệu, sản xuất các loại gioăng, trục cao su và các sản phẩm khác mà tính chịu dầu là yêu cầu cần thiết đối với vật liệu. Ngoài khả năng kháng dầu, dầu mỏ và hydrocarbon thơm, NBR còn có khả năng chống dầu thực vật, và nhiều loại axit. Nó cũng có tính kéo giãn tốt, cũng như khả năng đàn hồi đối với lực căng và lực nén.
ArmaFlex là dòng cao su lưu hóa (Nitrile Rubber – NBR) cao cấp với cấu trúc ô kín, được chứng nhận Class 0 về chống cháy và FM Approved. Đây là giải pháp cách nhiệt/bảo ôn chuyên dụng cho hệ thống lạnh, giúp kiểm soát ngưng tụ hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.
Giới thiệu: Cách nhiệt/Bảo ôn ArmaFlex Class 0 – FM Approved – VLXD Toàn Cầu
5. Các dòng vật liệu cách nhiệt khác:
Vật liệu cách nhiệt/bảo ôn từ vật liệu sợi cồng kềnh như sợi thủy tinh, đá và xỉ len, xenlulô và sợi tự nhiên, đến các tấm xốp cứng và lá bóng mượt. Vật liệu cồng kềnh chống lại độ dẫn điện và – ở mức độ thấp hơn – dòng nhiệt đối lưu trong khoang xây dựng. Các tấm bọt cứng nhắc bẫy không khí hoặc khí khác để chống lại dòng nhiệt dẫn nhiệt.
Các tấm sợi thủy tinh có thể với lớp ngoài có nhôm được các hệ thống cách nhiệt phản xạ phản chiếu nhiệt bức xạ cách xa các không gian sống, làm cho chúng trở nên đặc biệt hữu ích trong các vùng khí hậu mát mẻ.
Sợi thủy tinh (sợi thủy tinh): Vật liệu phổ biến nhất được sử dụng cho ống dẫn nhiệt và làm mát cách nhiệt là sợi thủy tinh. Cách nhiệt ống sợi thủy tinh có sẵn ở các độ dày khác nhau và R-giá trị, và trong một hình thức linh hoạt hoặc dạng cứng cố định. Loại linh hoạt có dạng cuộn và tương đối dễ lắp đặt trên các ống tròn hoặc hình chữ nhật.
Loại tấm cứng là phù hợp nhất cho các ống hình chữ nhật. Trong một số trường hợp, các ống dẫn của chúng được chế tạo từ vật liệu này (được gọi là “ống dẫn khí”), giảm hoặc loại bỏ sự cần thiết phải cách nhiệt bổ sung. Bất kỳ vật liệu cách nhiệt ống nào cũng nên kết hợp một lớp phủ lá mỏng hoặc nhựa để ngăn độ ẩm bị hấp thụ bởi vật liệu cách nhiệt. Bất kỳ vật liệu cách nhiệt nào đã bị ướt phải được thay thế.
Sonic lót: là một tấm chăn len cách nhiệt linh hoạt phải đối mặt với một miếng vải thủy tinh dệt màu đen thấm âm thanh trên bề mặt airstream. Mặt bích chồng chéo 35mm của vật liệu phải đối mặt được cung cấp ở cả hai bên để cho phép hàn kín hiệu quả. Nó cung cấp hiệu suất âm thanh và nhiệt nổi bật với ma sát không khí thấp.
Bông Len khoáng: Thuật ngữ ‘len khoáng’ thường đề cập đến hai loại vật liệu cách nhiệt:
- Len đá, một vật liệu nhân tạo bao gồm các khoáng chất tự nhiên như bazan hoặc diabase.
- Xỉ len, một vật liệu nhân tạo từ xỉ lò cao (cặn bã tạo thành trên bề mặt kim loại nóng chảy).
Len khoáng sản chứa trung bình 75% nội dung tái chế sau công nghiệp. Nó không yêu cầu các hóa chất bổ sung để làm cho nó chống cháy, và nó thường có sẵn như chăn (batts và cuộn) và cách nhiệt với nguồn nhiệt thấp.
Polystyrene: Polystyrene – nhựa nhiệt dẻo không màu, trong suốt – thường được sử dụng để làm tấm xốp hoặc lớp vỏ cách nhiệt, cách nhiệt khối bê tông và một loại vật liệu cách nhiệt lỏng chứa các hạt nhỏ của polystyrene.
Đúc polystyrene mở rộng (MEPS), thường được sử dụng để cách nhiệt bằng bọt xốp, cũng có sẵn dưới dạng hạt xốp nhỏ. Những hạt này có thể được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt cho các khối bê tông hoặc các khoang rỗng trên tường khác, nhưng chúng cực kỳ nhẹ, có điện tích tĩnh rất dễ dàng và rất khó kiểm soát.
Polyurethane: Polyurethane là vật liệu cách nhiệt bọt có chứa khí dẫn điện thấp trong các tế bào của nó.
Với bọt kín, các tế bào mật độ cao được đóng lại và chứa đầy khí giúp bọt mở rộng để lấp đầy không gian xung quanh nó. Các tế bào bọt hở tế bào không dày đặc và chứa đầy không khí, mang lại cho vật liệu cách nhiệt một kết cấu xốp và giá trị R thấp hơn.
Lá và mặt nhựa trên tấm xốp polyurethane cứng nhắc có thể giúp ổn định giá trị R, làm chậm trôi nhiệt. Bề mặt với lớp phản quang, nếu được lắp đặt đúng cách và quay mặt ra một không gian ngoài trời, cũng có thể hoạt động như một rào chắn rạng rỡ. Tùy thuộc vào kích thước và hướng của không gian, điều này có thể thêm một R-2 khác vào khả năng chịu nhiệt tổng thể.
Polyolefin: bề mặt mịn với lớp nhôm, có độ linh hoạt cao. Cấu trúc tế bào khép kín hoàn toàn bằng các polyme liên kết ngang đảm bảo tính chất cách nhiệt phù hợp trong thân cách điện. Nó cung cấp sức đề kháng tốt nhất để xâm nhập hơi nước do đó duy trì độ dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt
6. So sánh vật liệu cao su lưu hóa và các vật liệu cách nhiệt khác
Khi lựa chọn vật liệu cách nhiệt cho các dự án cơ điện lạnh (HVAC), xây dựng hay công nghiệp, việc thấu hiểu đặc tính cốt lõi của từng dòng vật liệu là yếu tố quyết định đến hiệu quả năng lượng và độ bền của toàn hệ thống. Trong khi các vật liệu truyền thống như bông thủy tinh, bông khoáng hay xốp EPS/XPS thường bộc lộ những hạn chế về khả năng kháng ẩm, độ linh hoạt hoặc tính an toàn trong thi công, thì cao su lưu hóa (Nitrile Rubber – NBR/EPDM) nổi lên như một giải pháp đột phá nhờ cấu trúc ô kín (closed-cell) bền vững cùng độ đàn hồi vượt trội. Bảng so sánh chi tiết dưới đây sẽ giúp làm rõ những ưu thế khác biệt của cao su lưu hóa so với các dòng vật liệu cách nhiệt thông dụng khác:
| Tiêu chí so sánh | Cao su lưu hóa (NBR/EPDM) | Bông thủy tinh (Glasswool) / Bông khoáng (Rockwool) | Xốp cách nhiệt (EPS / XPS) | PU Foam (Polyurethane) |
| Cấu trúc vật liệu | Ô kín (Closed-cell) hoàn toàn, mật độ cao. | Dạng sợi mở (Open-cell), giữ không khí giữa các sợi. |
EPS: Ô hở nhẹ.
XPS: Ô kín. |
Ô kín (đối với dòng foam cứng phun/đúc). |
| Khả năng kháng ẩm & Chống đọng sương | Xuất sắc ($\mu \ge 7000$). Ngăn hơi nước tuyệt đối, không cần màng chắn phụ. | Kém. Dễ ngậm nước, giảm nhanh hệ số cách nhiệt khi bị ẩm. | Khá – Tốt. XPS kháng ẩm tốt hơn EPS nhưng vẫn có mối nối khi thi công. | Tốt. Kháng ẩm cao nhưng có thể bị lão hóa dưới tia UV nếu lộ thiên. |
| Độ dẻo dai & Tính linh hoạt | Rất cao. Co giãn tốt, dễ uốn theo co ống, van, mặt bích phức tạp. | Không có. Dạng cuộn/tấm mềm nhưng dễ rách, nát khi uốn kéo. | Cứng / Giòn. Không thể uốn cong, dễ nứt gãy khi gặp bề mặt cong. | Cứng. Sau khi hóa rắn sẽ định hình cố định, không thể tái uốn nắn. |
| An toàn sức khỏe & Thi công | Rất an toàn. Không sinh bụi, không ngứa, thi công sạch sẽ bằng dao và keo. | Nguy cơ cao. Sinh bụi mịn gây ngứa da, kích ứng mắt và đường hô hấp. | An toàn. Ít sinh bụi độc nhưng khi cắt xẻ cơ học tạo ra hạt nhựa nhỏ. | Trung bình. Quá trình phun hóa chất lỏng cần bảo hộ độc hại nghiêm ngặt. |
| Độ bền & Chịu rung động | Rất tốt. Đàn hồi cao, không bị xẹp lún hay biến dạng do rung động máy. | Kém. Dễ bị xẹp, dồn đống theo thời gian do trọng lực và rung lắc đường ống. | Trung bình. Dễ bị lún, biến dạng nếu chịu lực tải nén liên tục (đặc biệt là EPS). | Tốt. Chịu lực tốt nhưng có thể bị giòn và nứt theo thời gian nếu rung động mạnh. |
| Không gian lắp đặt (Độ dày yêu cầu) | Tối ưu. Hệ số dẫn nhiệt thấp giúp giảm độ dày lớp bảo ôn cần thiết. | Tốn diện tích. Đòi hỏi độ dày lớn để đạt cùng hiệu suất bảo ôn lạnh. | Trung bình. Cần tấm độ dày tương đối lớn đối với các vách kho lạnh. | Tối ưu. Khả năng cách nhiệt rất cao với độ dày mỏng. |
| Ứng dụng đặc trưng | Hệ thống Chiller, đường ống nước lạnh, ống đồng điều hòa, ống gió âm sâu. | Cách nhiệt mái nhà xưởng, vách lò nung, bảo ôn ống công nghiệp nhiệt độ cao. | Cách nhiệt nền móng, sàn bê tông, vách kho lạnh, trần nhà chống nóng. |
Công ty VLXD Toàn Cầu hân hạnh gửi đến các bạn bài viết trên để tìm hiểu thêm về các loại cách nhiệt và cấu tạo cơ bản của một số loại cách nhiệt/bảo ôn thường gặp
Hotline: 0911 771 551
