Современная промышленность предлагает множество вариантов теплоизоляционных материалов, которые применяются повсеместно, где необходимо поддерживать заданную температуру: в строительстве, изоляции трубопроводов, в корпусах и ограждающих конструкциях холодильного оборудования и печей, изоляции цистерн, производстве изотермических отсеков и фургонов-рефрижераторов.

В данной статье мы рассмотрим различные свойства наиболее популярных теплоизоляторов, применяемых в автомобилестроении при производстве изотермических фургонов.

Для начала определимся с критериями оценки материала. Качество теплоизолятора зависит от коэффициента теплопроводности - чем он ниже, тем больше проявляются теплоизоляционные свойства. Самый лучший теплоизолятор – это сухой воздух. Его коэффициент теплопроводности равен 0,022 Вт/(м*С). Таким образом, лучшим искусственным теплоизолятором будет являться тот, который будет содержать в своей структуре больший объем воздуха.

Самыми высокими теплоизоляционными свойствами среди искусственных материалов обладают пористые (газонаполненные) пластические массы – пенопласты. Они имеют строение отвердевших пен и содержат в себе преимущественно замкнутые, не сообщающиеся между собой полости, разделённые прослойками полимера и наполненные газом. В отдельно взятой ячейке практически невозможны конвекционные потоки и это обусловливает сравнительно высокие теплоизоляционные свойства материалов данного класса.

В фургоностроении используются жесткие пенопласты, которые помимо теплоизоляционных свойств обладают достаточной прочностью, что бы справится с нагрузками, которым подвергается кузов в процессе эксплуатации. Наиболее подходящими с этой точки зрения являются две разновидности пенопластов: пенополистирол (ППС) и пенополиуретан (ППУ).

Современный пенополистирол – жесткий, долговечный, биологически и химически нейтральный, устойчивый к воде и другим жидкостям материал. Имеет коэффициент теплопроводности равный 0,038-0,05 Вт/(м*С) и 0.031 Вт/(м*С) для экструдированного пенополистирола. Процесс производства ППС состоит из следующих этапов:

1. Вспенивание: гранулам ПСВ (полистирол вспенивающийся) с помощью химической реакции придается объем. В итоге получаются так всем хорошо знакомые белые шарики
2. Вылеживание: что бы высушить гранулы и дать давлению внутри стабилизироваться, их необходимо поместить в специальный бункер и дать вылежаться в течение 12 - 24 часов
3. Формовка: в закрытой блок-форме отдельные гранулы под действием пара соединяются в монолитный блок
4. Резка: нарезка готового пенопласта на листы необходимого размера
Получение экструдированного (экструзионного) пенополистирола состоит из тех же этапов, только после вспенивания массу прогоняют через экструдер.
В производстве изотермических фургонов применяется пенополистирол низкой плотности, так как он обладает достаточно низкой теплопроводностью. Чтобы его получить процедуру вспенивания потребуется повторить два или три раза, причем после каждого последующего вспенивания обязательно должен следовать цикл вылеживания. Еще сутки займет высушивание пенопласта после формовки. Другими словами, получение листового пенополистирола с необходимыми свойствами занимает от 3 до 5 суток.

По причине столь длительного времени производства ППС производители автофургонов, как правило, закупают уже готовый материал. Но и с учетом этого, производство клееных сэндвич-панелей (из которых изготавливаются рефрижераторы) занимает около двух дней, так как необходимо время на спрессовку панелей и застывание клея.

Пенополиуретан – самый распространенный в мире вспененный полимер. По своим характеристикам абсолютно ни в чем не уступает пенополистиролу. Общепризнанно является одним из лучших теплоизоляторов на сегодняшний день: он долговечен, тепло- и морозостоек, а главное - имеет один из самых низких коэффициентов теплопроводности, равный 0,023 - 0,041 Вт/(м*С) в зависимости от плотности. Пенополиуретан получают путем смешения двух компонентов, которые представляют из себя жидкие смеси, а именно компонента «А» (полиола) и компонента «Б» (изоцианата). В результате их смешивания образуется реакционноспособная смесь, которая вспенивается под воздействием выделяющегося в ходе реакции тепла. Время вспенивания занимает от 10 до 40 секунд. В конце реакционной фазы пена начинает застывать и затвердевать (на это требуется лишь несколько минут). Весь процесс производства пенополиуретана занимает не более часа.

Существует два метода производства ППУ: напыление и заливка. Первый лучше всего подходит для теплоизоляции труб и емкостей, а второй для производства корпусов и сэндвич-панелей. При заливке панелей исходные компоненты пенополиуретана смешиваются при определенной температуре и без доступа воздуха, образуя однородную массу, которую впрыскивают между наружным и внутренним слоями обшивки будущей сэндвич-панели. Благодаря крайне высокому коэффициенту адгезии пенополиуретана, он сам скрепляет между собой всю панель, вообще без использования клея. Готовой заливной панели необходимо дать около суток на полимеризацию. Итого весь процесс получения готовых панелей занимает не более двух дней.

Рассмотрим подробнее, какой теплоизолятор предпочесть при выборе изотермического фургона, ведь не смотря на очень схожие свойства ППС и ППУ, фургоны, изготовленные из заливных и клееных панелей, имеют конструктивные различия, которые существенно влияют на их характеристики.

Главным отличием конструкции клееных фургонов является обязательное наличие закладных из фанеры или деревянных досок, выполняющих роль ребер жесткости. Они прокладываются вертикально между листовым пенополистиролом. Стандартный размер листового ППС - 1х2м, соответственно, через каждый метр в панели расположены деревянные вставки, на месте которых в фургоне непременно будут образовываться тепловые мосты, т.к. коэффициент теплопроводности досок и фанеры значительно выше коэффициента теплопроводности пенополистирола и в среднем равен 0.12 Вт/(м*С). Чем больше таких мостов холода в панелях, тем выше коэффициент теплопередачи (потеря энергии квадратным метром поверхности при разности температур внешней и внутренней) конечного изделия. Для изотермического фургона коэффициент теплопередачи является главным критерием качества, и если он превысит показатель в 0,7 Вт/(м²*С), согласно ГОСТу, его нельзя считать изотермическим. Для фургонов, где требуются поддерживать особо низкий температурный режим (рефрижераторов), коэффициент теплопередачи не должен превышать 0,4 Вт/(м²*С). Теоретический коэффициент теплопередачи панели просчитывается исходя из коэффициентов теплопроводности каждого ее слоя: наружный слой, теплоизолятор, внутренний слой. Но некоторые недобросовестные производители фургонов умышленно не учитывают при просчете деревянные вставки и приписывают своим изотермическим фургонам такие характеристики, какими они в действительности не обладают. Прибавим к этому тепловые мосты, присущие любому без исключения фургону, в районе задних ворот и крепления фурнитуры и в местах стыков панелей стен, пола и потолка. В итоге, фургон будет обладать настолько высоким коэффициентом теплопроводности, что вообще не сможет называться изотермическим. Холодильный агрегат, установленный на таком фургоне, 80% своей мощности будет расходовать на охлаждение окружающей среды.
Чтобы изотермический фургон из клееных сэндвич-панелей соответствовал ГОСТу, теплоизолятор должен быть достаточной толщины и плотности. Например, при изготовлении специализированного фургона для перевозки мороженного (необходимый коэффициент теплопередачи 0,4 Вт/(м²*С)) в качестве утеплителя применяется экструдированный пенополистирол. Причем его толщина должна быть не менее 100 мм, при рекомендованной толщине 140 мм. Утолщение теплоизолятора влечет за собой увеличение объема клея и количества фанеры или досок в конструкции сэндвич-панелей. Что в конечном итоге приводит к значительному утяжелению фургону и снижению грузоподъемности автомобиля. Другими словами, чем выше изотермические свойства кузова, тем тяжелее фургон. Такая же зависимость прослеживается с увеличением размеров фургона.

В отличие от своего клееного аналога, заливные сэндвич-панели с ППУ изоляцией не нуждаются в дополнительных деревянных усилителях конструкции, так как сами по себе панели обладают достаточной жесткостью за счет монолитного теплоизолятора по всей длине каждой панели (пенополиуретан заливается в форму под определенные размеры будущего изделия). Фургоны, изготовленные по заливной технологии, легче клееных и обладают более низким реальным коэффициентом теплопередачи. При использовании ППУ требуется минимальная толщина изоляции. Это свойство позволяет достигать при его применении максимально возможных тепло- и энергосберегающих характеристик. Например, на том же фургоне для перевозки мороженного будет достаточно использовать пенополиуретан плотностью 70кг/м³ и толщиной 80 мм.

Если мы обратимся к опыту мировых производителей холодильников, то увидим, что все холодильные и морозильные камеры делаются исключительно с утеплителем из пенополиуретана. А по своей сути изотермический фургон является именно холодильником. Пенополистирол, хоть и обладает схожими свойствами, но из-за особенностей конструкции сэндвич-панелей, не используется в холодильном производстве.

Подводя логический итог: технология изготовления сэндвич-панелей не имеет особого значения только в том случае, если необходим обычный изотермический фургон, коэффициент теплопередачи которого в пределах от 0,5 до 0,9 Вт/(м²*С)) Но когда стоит вопрос о покупке рефрижератора с реальным коэффициентом теплопередачи не выше 0,4 Вт/(м²*С), единственно верный вариант - фургон из заливных панелей с утеплителем из пенополиуретана.

Опубликовано 27.11.2012


ПИНГО-АВТО

Официальный дилер TATA

Адрес Россия, Нижний Новгород, Московское шоссе, 302/2
Телефон +7(831)274-95-00
Телефон +7(831)270-86-86
Представитель Литвинова Лариса
Сайт http://pingoavto.ru
Основанное в 1999 году производственное предприятие ООО «ПИНГО-АВТО» известно своим российским клиентам в первую очередь как производитель широкого ряда [...]

↑ Наверх

© 2003-2017 TRUCKSALE.RU Грузовики – это мы! | Пользовательское соглашение