Kuidas töötab soojuskaitse "Korund"

Taoline soojuskaitse kate (analoogilistel põhimõtetel) oli algselt välja töötatud NASA ülesandel. Edaspidi õnnestus see “maandada” ja adapteerida Maal asuvate objektide soojuskaitse ja energia kokkuhoiu ülesannetega, seejärel USA-s käivitada ka selle tööstuslik väljalase. Möödunud sajandi 90-date aastate lõpus ilmusid välismaa päritolu üliõhukesed soojusisolaatorid ka Venemaal, seejärel ilmusid ka kodumaised materjalid, sealhulgas ka need, mis olid oma omaduste poolest nendest üle. Tulemus: soojuskaitse katete süsteem oli tsiviileesmärkidel, ehitusvaldkonnas, tööstuses, energeetikakomplekis küllastatud erandlike füüsiliste omadustega tootega.

Vedel komposiitne soojusisoleeriv materjal KORUND® ja selle modifikatsioonid – on esimene materjal, mis on Venemaal toodetud originaalse tehnoloogia alusel, seda toodetakse kõrgekvaliteetsetest importkomponentidest ning hind-kvaliteedi suhtes ei ole analooge.  KORUND® tootmine on täielikult sertifitseeritud, mis tagab tootele stabiilselt kõrge kvaliteedi. Oleme uhked KORUND® kvaliteedi üle. Uhkus meie toote üle kujunen meie klientide positiivsetest hinnangutest ja tänuavaldustest. Meie kliendid hindavad väärikalt materjali ideaalselt avaldatud ja garanteeritud funktsionaalsust ning pöörduvad meie poole ikka ja jälle.

OOO (Piiratud vastutusega ühing) «Волгоградский Инновационный Ресурсный Центр»  (“Volgogradi Innovatiivne Ressursikeskus”) – on Venemaa ainus kompanii, kes mitte ainult toodab “kopeeritud” ameerika  soojusisolatsioonilist väljatöötlust. Vaid on teinud üliõhukese soojusisolatsiooni tehniliselt täiuslikumaks ja kättesaadavamaks. Töötades pidevalt välja uusi eksklusiivseid modifikatsioone, laiendame lahendatavate ülesannete spektrit, tõstame üliõhukese soojusisolatsiooni kasutamise majanduslikku rentaablust. Meie kompaniil on soojusisolatsioonile KORUND olemas kogu sertifikaatide kompleks, mis annab võimaluse kasutada seda nii elu-, ühiskondlike- ja tööstushoonetel ja rajatistel, kui ka torujuhtmestikul ja seadmestikul pinna töötemperatuuri -70°С kuni +260°С juures. Katted omavad omaduste poolest järgmist kominatsiooni: kergus kõrge kindluse, elastsuse korral, suurepärane adhesioon metalliga, betooniga, telliskiviga, puiduga, plastikuga. Pluss pikaajalisus ja ökoloogiline puhtus (soojendatud kate ei eralda ruumi atmosfääri inimesele kahjulikke ühendeid. Kunstliku vananemise tulemuste alusel sooja ja külma kliimakambrites – “30 aastat peale kunstlikku vananemist pole TU näitajate nähtavaid muutuseid ja kõrvalekaldeid “AVASTATUD”. See annab meile võimaluse pakkuda kattele tootja töövõime garantii – 15 aastat väljastpoolt ja 30 aastat seestpoolt! Teisisõnu – tegid valmis ja unustasid kauaks!   

2. Sünteetilisest kautšukist ja akrüülpolümeeridest paksus voolavas kompositsioonis asuvad vakumiseeritud (hõrendatud gaas) klaasist mikrosfäärid ja silikoonist mikrosfäärid, mis on täidetud õhuga (joon. 1). Peale kandmist kaitstavale pinnale, moodustuvad vee aurustumise ja katte edasise polümeriseerimise protsessis silikoonist mikrosfääride ümber vakumiseeritud mikrosfääridest kookonid.

 

Joon. 1. Soojuskaitse katte KORUND skemaatiline kujutis.

Sellisel kombel struktureeritud silikoonist ja vakumiseeritud keraamilised mikrosfäärid loovad katte elastse jõulise karkassi, millel on kõrge termiline takistus. Polümeer aga, toetudes sellele elastsele karkassile, moodustab pikisuunalise kihilise struktuuri kiledena, mis on jaotatud laiali õhuliste ülipeente avadega. Tulemusel moodustub elastne, tilganiiskust mitteläbilaskev paljukihiline labürinditaoline soojustkiirgav kate, mis blokeerib kõik soojusülekande mehhanismid. KORUND kate – on kaasaegse teaduse kvaliteetne läbimurre ehitus- ja tööstuspraktikasse.

Eriti nähtavalt ja tunnetavalt on meie kate soovitanud soojusenergeetikas. On teada, et ruumis, kus töötavad inimesed, peavad torujuhtmestikud ja sulgarmatuur olema ohutustehnika järgi isoleeritud nii, et isolatsiooni pinnal ei ületaks temperatuur +45°С. Kuid! Kõik need isolatsiooniga suletud torustikud kujutavad veel suuremat varjatud ohtu. Asi on selles, et sõltuvalt kliimatingimustest muutub pidevalt soojussõlme töö reglement. Režiimide muutmisel aga allutatakse seadmestikku pidevalt erinevate soojus- ja hüdrodünaamiliste löökide mõjule. Selle tulemusel läheb seadmestik rivist välja. Kahjuks tihti avariirežiimis. Näha isolatsiooni all tekkivat fistulit ei ole võimalik, järelikult ka kõrvaldada seda õigeaegselt tavalises profülaktilises režiimis. Lekke tekkimise korral raiuti vahest kiirkorras töötaval seadmestikul mitukümmend meetrit isolatsiooni vigastuse põhjuse väljaselgitamiseks. Ohutunne ja avarii ootus – on vanade katlamajade ja soojussõlmede personali pidev psühhofüsioloogiline seisund. Ülipeene soojusisolatsiooni Korund kasutamine on muutnud katlamajad ja soojussõlmed. Kate sobib võrdselt nii kuumadele, kui külmadele pindadele. On tekkinud võimalus paigaldada termoisolatsiooni kõige läbipääsematutes kohtades. Kate kantakse kuuma ja külma vee töötavale seadmestikule temperatuuri juures kuni +150°С. Takistab korrosiooni moodustumist ja arengut, mis pikendab metalli teenistusaega. Võimalikuks on muutunud kõikide torustike ja sulgarmatuuri totaalne isoleerimine. Võimaldab loetud minutite jooksul määrata kindlaks toru vigastuse koht. Kõik on silme all. Kütuse, vee mistahes läbiimbunud piisk või aurujuga on koheselt näha.

 3. Katte paksus on kõigest ~1 ÷ 4,5 mm, sõltuvalt toru temperatuurist – vajalik soojusisolatsioon (vesi, aur). Ruumides, kus kasutatakse ülipeent Korundi soojusisolatsiooni – on mugav ja valge, komfortne temperatuur ja niiskus. Järsult alanevad energiakulud ventilatsioonile. Tekivad täiendavad pinnad. Oluliselt lihtsustub seadmestiku ja torustiku remont. Laienenud profülaktilised võimalused viisid avariijuhtumid praktiliselt nullini. Allpool on toodud fotorida (joonis 2 ), mis illustreerib soojussõlmede ja katlamajade kaasaegset ilmet.

 

Joonis 2. Soojussõlm (Valgevene Vabariik, Minsk).

4. Isolatsioonipinnal lubatava temperatuuri reglementatsioon.

Nagu juba ülalpool rääkisime, ei saa ükski inimene põletust mistahes pinnaga, soojendatud  kuni +45°С. Järelikult, kui teie käsi lamab rahulikult, valu tundmata kuumal pinnal, ei ole pinna temperatuur kõrgem kui +45°С. Isolatsiooni traditsioonilistele liikidele, mida kasutati kümneid aastaid – reeglina sellised kui mineraalvatt ja selle analoogid pluss kaitsekate („kest“, - sagedamini tsingitud plekk või metallist foolium) – on kõik õige. Üle +45°С temperatuur on traumaohtlik. Selle taga seisab aastatepikkune kogemus. Kuid mis puudutab ülipeent Korund soojusisolatsiooni, siis siin on kõik hoopis teisiti! Nii kontaktsed, kui kontaktitud seadmed näitavad pinna temperatuuri +75 ÷ + 90°С, käsi aga kannatab rahumeeli, inimene ei tunneta mitte mingisugust ebamugavust. Milles siis asi? Paradoks?!

Ei mingit paradoksi. Lihtsalt on katte kogu pind kaetud pooleldi pinnaleujunud õhukeseseinaliste vakumiseeritud mikrosfääridega, mis on katte kihilise polümeere aluse kohal. Vakumiseeritud mikrosfääride üldkaal ~ 0,1 g/cm3. Tulemusel on pealiskihi (~50 mkm) soojusmahtuvus kümneid kordi väiksem katte enese keskmisest soojusmahtuvusest. Käsi aga puudutab just neid väljaulatuvaid mikrosfääre ja jahutab silmapilkselt käe ja õhukeseseinaliste mikrosfääride pealispinna kihi soojusmahtuvuse pealiskihi kõrvutamatuse tõttu (vt. joonis 3).

Joonis 3. Katte KORUND soojusparadoksi illustratsioon.

Soojuse juurdevool piki mikrosfääri õhukesi seinu on tühine. Jääb käe kiireline soojus polümeersest alusest. Ka see on üsnagi väike.  Esiteks seetõttu, et suurem osa pinnast (~70%) on ekraniseeritud mikrosfääridega, pinna ülejäänud osa aga kiirgab mustuse koefitsiendiga ~0,35, s.t. et radiatsioonilise voolu võimsus on samuti nõrk ning käsi saab sellega hästi hakkama. Temperatuuri mõõtmisel kontaktse termomeetriga toimub anduriga suletud termomeetri ekraniseerimine õhu konvektiivsetest voogudest. Tulemusena näitab see mõõtmistsoonil kõrgenenud temperatuuri (vt. joonis 4).

Joonis 4. Katte pinna ekraniseerimise illustreerimine õhu konvektsioonsetest vooludest kontakttermomeetri anduriga.

Käega puudutamisel läheneb katte temperatuur pealispinnakihis momentaalselt käe temperatuurile, s.t. alaneb enam kui 40°С!
Teine pilt on jälgitav pinnatemperatuuri muutmisel tavalise püromeetriga (vt. joonis 5).

Joonis 5.

Siin toimub temperatuuriline radiatsiooniline valgustamine kiiritusega, mis tuleb vahetult polümeeri pinnalt. Väikseim tuulepuhang muudab pinnalähedaste mikrosfääride temperatuur ning mõõtmisel üldine viga võib moodustada kümneid kraade. Niisiis puutusime me kokku süsteemse vastuolulisusega. Kate rahuldab kõige mõistlikuma ohutuse nõudeid, kuid konflikteerib СНиП sätetega, mis reglementeerivad seadmestiku pindade lubatavat temperatuuri tsoonis, kus inimesed töötavad. Teravalt tekkis küsimus kehtivate normatiivdokumentide ülevaatusest, millised oleksid individualiseerinud soojusisolatsioonmaterjali KORUND teiste hulgaliste soojusisolatsioonide seas ja kehtestaksid sellele erilised, pinna lubatava temperatuuri normid töötsoonides. Seejuures ei ole  vaja mõõteaparatuuri, mida traditsiooniliselt kasutatakse töökohtade atesteerimisel. Vahetada välja teise vastu. Lihtsalt tuleb kirja panna, et soojusisolatsiooni KORUND pinnakatte temperatuur +75...+90 °С on koosseisuliselt fikseeritud, näiteks kõige levinuma kontakttermomeetriga ning on ohutu inimestele.

Kate teenib sellist erilist individuaalset lähenemist, kuna töötab füüsilistel põhimõtetel, mis erinevad soojusisolatsiooni materjalide tavaliste mõistetega. Viimane tees omab õigust sellele, et ta oleks helindatud. Selleks on olemas mitu põhjust. Katte esimesed kihid (materjal kantakse peale kihiti, vt. www.nano34.ru) töötavad tavapäraste reeglite kohaselt – alguses järsult ja edasi nähtavalt (kümnete kraadide võrra) alandavad kuumade torustike pinna temperatuuri. Järgmised kihid aga (5, 6, 7 jne.) enam olulist tähendust ei oma. Peale paksust 6 mm – on vaid õigustamata kulutused. Temperatuur alaneb kraadiühikuni. Teisisõnu öeldes – katte soojuseralduse koefitsient asub tugevas sõltuvuses pinna absoluutsest temperatuurist ning pinna temperatuuride erinevusest ja ümbritsevast keskkonnast, s.t. kujutab endast radiatsioonilise-konduktiivse-konvektiivse soojusvahetuse keerulist kombinatsiooni. See tähendab, et põhipanuse soojuseraldumisele annab kiirgus, soojuskaod aga soojusjuhtivuse ja konvektsiooni (pind-õhk) arvelt, võrreldes radiatsioonilise koostisosaga, on äärmiselt väike, vt. joonis 6). 

Joonis 6. Soojusisolatsiooni KORUND pinnalt soojuseraldusmehhanismide illustratsioon.

Teisisõnu, pinnalt tulev soojusvoo võimsus ümbritsevasse keskkonda kiirte soojuseralduse arvelt langeb temperatuuri neljandikuna, korrutatud kiirituse koefitsiendile (pimeduse tase). Tavalise soojusjuhtivuse ehk konduktsiivse soojusvahetuse arvelt aga – langeb soojuseralduse võimsus proportsionaalselt temperatuuri vahega rT. Niisiis, pinna temperatuuri langusega alaneb järsult kiirguse soojuseraldus ning „jõuab järgi“ konduktiiv-konvektiivse soojuseralduse võimsusele. Viimane on iseenesest üsna väike pinnapealsete mikrosfääride tõttu. On jälgitav omapärane „temperatuuriline läbilibisemine“ ehk konvektiivse koostisosa oluline blokeering. Toimub see piirialase kihi olulise paksenemise tõttu, mis on hõivatud pinnapealsete õhukeseseinaliste mikrosfääridega.  Tulemusel takerdub temperatuur katte pinnal kuskil    +50..60.. + 75°С piirides (sõltuvalt baastemperatuuridest) ning edasi alaneb katte paksuse suurenemisega. Pind on aga puudutusel normaalselt soe, kuid ei vasta kehtestatud sanitaarnormidele. Taolised temperatuuriefektid ei ole absoluutselt omased tavalistele soojusisolatsioonidele. Näitena ülipeene KORUND soojusisolatsiooniga – on mõteseadmete temperatuurinäitajad kõrgemad, soojuskaod aga – väiksemad! Katte oluliseke eeliseks on selle vastupanu ultraviolettkiirtele, mis on eriti intensiivne põhjalaiustel. Selle katte veel üheks eristavaks omapäraks on see, et võitlust korrosiooniga teostatakse nüüd absoluutselt ebatraditsioonilise skeemi järgi:  

— esiteks kõige enne kondensatsiooni tekkimise minimiseerimise teel kaitstava objekti pinnal;

  • Ning vaid teiseks kondenseeritud niiskuse jaoks läbimatu barjääri ülesehituse teel selle pinna suhtes. Modifikatsiooni „Korund Antikor“ juhul omab kohta ka materjali koosseisus oleva rooste võimsate inhibiitorite töö, mis ei halvenda soojusisolatsiooni materjali soojusfüüsikat. Mistahes metallist reservuaar, kaetud Korundiga, jääb pikaks ajaks soojaks, ja seda temperatuuri järskude alanemiste korral. Tulemusel on pinnale jäätumiste ja külmumiste tekkimine praktiliselt välistatud. Mahatulnud lumi puhutakse maha, vesi voolab maha, veeaurud praktiliselt ei kondenseeru. Pinnapealse kihi omadused tagavad vihmavee kiirema mahavoolamise, mis täiendavalt vähendab soojuskadusid. Temperatuuri süsteemse alanemise korral lükatakse niiskus difusiooni arvel läbi kattekilede ja molekulaarsete pooride metalli pinnalt ümbritsevasse keskkonda (hingamisaktiivsus). Tulemusel muutub kate püsivaks praktiliselt mistahes termo-niiskus-löögi kombinatsioonile.  

Niisiis täidab soojusisolaator KORUND eelkõige soojustpeegeldava barjääri rolli. Samaaegselt täidab kate „targa“ hüdroisolatsiooni rolli, ehitades niiskuse vastu ešeloniseeritud kaitse ning esmajärjekorras niiskuse kondensatsiooni minimiseerimise arvel kaitstava objekti pinnal.

Joonis 7. KORUND katte soojustpeegeldavate (külma) omaduste illustratsioon.

Kate takistab vee kapillaarset imendumist objekti ning selle samaga ei tekita niiskust selle aurustumiseks. Aurude difusioonimembraani piisav avatus tagab ehitusmaterjalide alalise kuivamise, mis tõstab nende isiklikku soojustakistust. Täiendavalt alanevad soojuse kaod. „Kaalukausil“ seisab telliskivi, prussi, soojustuse ja konditsioneerimissüsteemide kokkuhoid.   

Soojuskaitse KORUND  - see on mugavad tingimused minimaalsete kulutuste korral. Niisiis kombineerub õhukeses membraanis terve kompleks füüsilisi efekte.

Millimeetriline kate teeb tänapäeval seda, mida varem võisid teha vaid paksud seinad. Kate kujutab endast soojus- ja hüdroisolatsiooni kõikide parimate omaduste kaalutletud kompromissi.