در دنیای امروز که مدیریت منابع انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای به یک اولویت جهانی تبدیل شده است، بهینه سازی سیستم های تاسیساتی در بخش های صنعتی و ساختمانی اهمیت دوچندانی یافته است. بر اساس آمارهای جهانی، بخش قابل توجهی از اتلاف انرژی در خطوط انتقال سیالات، کانال های تهویه و تجهیزات سرمایشی و گرمایشی رخ می دهد. در این میان، بهره گیری از مواد عایق مدرن با راندمان بالا یکی از موثرترین راهکارها برای کنترل تبادل حرارتی است. فوم الاستومری به عنوان یکی از پیشرفته ترین دستاوردهای مهندسی مواد، مانند یک سپر دفاعی مستحکم عمل کرده و تاسیسات را در برابر اتلاف انرژی، افت فشار حرارتی و پدیده های مخرب محیطی ایمن می سازد.
فوم الاستومری نوعی عایق حرارتی و برودتی انعطاف پذیر است که عمدتا از پلیمرهای مصنوعی پایه نیتریل بوتادین رابر یا اتیلن پروپیلن دی ان مونومر به همراه افزودنی های کندکننده اشتعال ساخته می شود. ویژگی ساختاری بنیادین این عایق، ساختار سلول بسته آن است که طبق استانداردهای بین المللی، درصد سلول های بسته در آن بیش از نود و پنج درصد می باشد.
برخلاف عایق های سنتی مانند پشم شیشه که مکانیزم عمل آنها متکی بر به دام انداختن هوا بین الیاف است و با جذب رطوبت دچار افت شدید راندمان می شوند، فوم الاستومری به دلیل ساختار یکپارچه و فشرده، مقاومت بسیار بالایی در برابر نفوذ بخار آب دارد. این امر موجب می شود ضریب نفوذپذیری بخار آب در این مواد بسیار پایین باشد و عملکرد عایق در طول زمان ثابت بماند.
ارزیابی عملکرد عایق های الاستومری در آزمایشگاه های معتبر بر اساس فاکتورهای مشخص فیزیکی صورت می گیرد:
۱. ضریب هدایت حرارتی پایین: ضریب هدایت حرارتی این عایق ها در دمای صفر درجه سانتی گراد در محدوده ۰.۰۳۳ تا ۰.۰۳۶ وات بر متر کلوین قرار دارد. این ضریب پایین به معنای جلوگیری از تبادل گرما یا سرما با محیط اطراف است.
۲. فاکتور مقاومت در برابر نفوذ بخار آب: فاکتور مقاومت این عایق ها معمولا بیش از هفت هزار است. این مشخصه مانع از چگالش و ایجاد تعریق روی سطح لوله های برودتی شده و در نتیجه از بروز پدیده مخرب خوردگی زیر عایق جلوگیری می کند.
۳. رفتار در برابر آتش و ایمنی زیستی: فوم های الاستومری استاندارد بر اساس آزمون های واکنش در برابر آتش، در رده های خودخاموش شونده قرار می گیرند. این محصولات فاقد مواد شیمیایی مخرب لایه ازون مانند کلروفلوئوروکربن ها هستند و هیچ گونه الیاف معلق یا گرد و غبار سمی در محیط پخش نمی کنند.
۴. انعطاف پذیری و دوام ساختاری: مدول الاستیسیته این مواد به گونه ای است که در برابر شوک های حرارتی، لرزش های مکانیکی تاسیسات و تغییرات دمایی مداوم پایداری خود را حفظ کرده و دچار ترک خوردگی یا نشست نمی شوند.
عایق الاستومری بر اساس نیازهای مهندسی و شرایط محیطی در فرمت های گوناگون طراحی و تولید می شوند:
این عایق ها برای پوشش دهی سطوح عریض طراحی شده اند و در ابعاد و ضخامت های گوناگون عرضه می شوند.
- عایق الاستومری ساده: جهت استفاده در فضاهای داخلی، سقف های کاذب و داکت های سرپوشیده.
- عایق الاستومری پشت چسب دار: جهت افزایش سرعت نصب و ایجاد چسبندگی یکنواخت بر روی سطوح فلزی کانال ها.
- عایق الاستومری با روکش آلومینیوم: دارای لایه های آلومینیومی چندلایه یا مسلح جهت حفاظت در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید و آسیب های فیزیکی در فضاهای باز.
- عایق الاستومری پشت چسب دار با روکس آلومینیوم: جهت افزایش سرعت نصب در فضاهای باز در معرض آسیب های فیزیکی.
- عایق صوتی شانه تخم مرغی: دارای ساختار شانه تخم مرغی جهت جذب امواج صوتی و کاهش نویز در اتاق های مکانیکی و داکت ها.
این عایق ها به صورت پیش ساخته و استوانه ای متناسب با سایزهای استاندارد لوله های فلزی و پلیمری تولید می شوند.
- عایق لوله ای ساده: برای خطوط لوله کشی داخلی، موتورخانه ها و سیستم های سرمایشی.
-عایق الاستومری لوله ای با روکش آلومینیوم: جهت محافظت از لوله های خارجی در برابر شرایط جوی، بارش و تابش مستقیم نور خورشید.
- عایق لوله ای با روکش پروتکت بلک: جهت محافظت از لوله ها در فضاهای سخت جوی و فشار به لوله ها.
- عایق لوله ای چاک دار: جهت عایق کاری لوله ها بعد از اتمام نصب تأسیسات.
- عایق لوله ای چاک دار چسب دار: جهت عایق کاری لوله ها با سرعت نصب بالا.
از دیدگاه مهندسی اقتصاد، عایق کاری با فوم الاستومری یک سرمایه گذاری بازگشت پذیر است. بر اساس محاسبات استانداردهای مدیریت انرژی، عایق کاری اصولی تاسیسات سرمایشی و گرمایشی با عایق های سلول بسته می تواند اتلاف انرژی را تا چهل درصد کاهش دهد.
این کاهش اتلاف انرژی منجر به کم شدن بار کاری تجهیزاتی مانند چیلرها و بویلرها شده، استهلاک مکانیکی دستگاه ها را کاهش می دهد و دوره بازگشت سرمایه اولیه عایق کاری را به کمتر از دو سال می رساند.
برای تحقق کامل اهداف عایق کاری حرارتی، رعایت نکات زیر در زمان نصب ضروری است:
- استفاده از چسب های پایه متناسب با پلیمر الاستومری جهت آب بندی کامل درزها.
- تداوم لایه عایق در نقاط اتصال و ساپورت های لوله ای برای جلوگیری از پل حرارتی.
- محاسبه دقیق ضخامت عایق بر اساس دمای سیال، دمای محیط و رطوبت نسبی هوا به منظور جلوگیری از تعریق با لینکا.
- استفاده از نوارهای درزگیر الاستومری در محل اتصال رول ها و لوله ها.
فوم الاستومری به عنوان یکی از پیشرفته ترین راهکارهای مهندسی در صنعت تاسیسات، نقش بسزایی در ارتقای بهره وری انرژی، افزایش طول عمر تجهیزات و کاهش هزینه های عملیاتی دارد. ساختار سلول بسته، ضریب هدایت حرارتی پایین و مقاومت فوق العاده در برابر نفوذ رطوبت، این متریال را به انتخابی استاندارد و جایگزینی بی بدیل برای عایق های سنتی در پروژه های مدرن تبدیل کرده است.
https://technologyportal.ashrae.org/journal/articledetail/69