201988. lajstromszámú szabadalom • Hőszigetelő szerkezet
HU 201988 B A találmány tárgya zárt üvegtartályokkal kialakított hőszigetelő szerkezet főleg építmények, ipari berendezések, tartályok napkollektorok hővédelmének javítására, mely zárt, alacsony hővezetési tényezője gázzal töltött, vagy vákuumozott üvegtartály-elemekből áll, melyek belső felületét adott esetben részben, vagy egészében szelektív sugárzó bevonat borítja, külső burkolat fedi. Az elemek mechanikai kapcsolatot biztosító alacsony hővezetési tényezője térkitöltő anyaggal építhetők össze. A csővezetékek és más ipari, energerikai berendezések hőszigetelését mint ismeretes jelenleg kétféle módszerrel valósítják meg. Az elsőként említhető módszer szerint kis sűrűségű atmoszférikus nyomású gázt, legtöbbször levegőzárványt tartalmazó ásványi anyag, fém, vagy műanyag hőszigetelést alkalmaznak. E csoportba tartoznak a salak, kőzet, üveggyapot termékek poliuretán és más műanyaghabok, a gyűrt alumíniumfólia stb. hőszigetelések (dr. Menyhárt: Az épületgépészet kézikönyve - Műszaki Kk. Bp. 1977 - 263. oldal). Az ilyen hőszigetelések hatékonyságának gátat szab, hogy a közbezárt gáz nemcsak hővezetés, hanem konvektiv áramlás útján is továbbítja a hőt. Salakgyapot és más hasonló termékek esetén, ha a tömési sűrűség, vagyis a szilárd anyag tartalom nagy, annak magas hővezetési tényezőjű érvényesül. Ha viszont a tömési sűrűség túlságosan kicsi, a levegő konvekciós áramlása növekedik. A zárt habok (pl. poliuretán) nedvesedésre hajlamosak. Száraz állapotban is, az elérhető legkedvezőbb hővezetési tényező X = 0,03 W/mK. (Ismerve, hogy a levegő X-ja ~ 0,023 W/mK). A hőszigetelés állapota a fellépő nedvesedés, öregedés, összenyomódás következtében azonban tovább romlik. A műanyaghabok tűzvédelmi, tűzállékonysági szempontból is kifogásolhatók. Gyártásuk, alkalmazásuk környezetszennyeződéssel jár (pl. cianid tartalmúak). A fém csővezetőkek korrózióját gyakran elősegítik. A megkívánt hőszigetelési képesség elérése céljából olykor 50 cm vtg. szigetelést kell készíteni. A másodikként említhető ismert módszer szerint csővezetékek esetében a fent ismertetett hátrányok egy része a vákuumhőszigeteléssel csökkenthető. A szuper alacsony, vagy magas hőmérsékletű közeget szállító vezetékeket ún. cső a csőben típusú technológiával alakítják ki; a fémből készült haszoncsövet ugyancsak fém köpenycsövek veszik körül, és a közöttük levő teret (adott esetben a hagyományos, az előzőekben ismertetett hőszigetelés elhelyezése után) vákuumszivattyúval megszívják. A sugárzásos hőcsere csökkentésére a gyűrű alakú térben kis emissziós tényezőjű anyagot pl. alumíniumfóliát helyeznek el. Ha a tér hermetikussága megfelelő, akkor vákuumozni csak időszakosan kell, adott esetben azonban folyamatosan üzemelő vákuumszivattyú alkalmazása is szükségessé válhat. Ezen módszer előnye, hogy általa a gyűrű alakú tér, azaz a hőszigetelő réteg és levegő réteg egyenértékű hővezetési tényezője akár 50%-nál jobban csökkenthető. Hátránya viszont, hogy igen precíz munkát, vákuumtömör hegesztést igényel olykor 1 szabadtéri viszonyok között is a nagy terjedelmű csővezetéken. Ezért ez a módszer nehezen alkalmazható, pl. hőtároló tartályok szigetelésére. A fém köpenycső korrózióra érzékeny - a legkisebb korróziós lyukadás a vákuumszigetelés hatékonyságát nagy mértékben lecsökkenti. A köpenycső korrózióvédelme ezért a vákuumszigetelés fontos és költséges része. Az ismert eljárás közös hátránya, hogy megfelelő karbantartás hiányában kezdeti tulajdonságuk hátrányosan megváltozik. További hátrányuk, hogy az ilyen hőszigetelések nem fényáteresztőek, pedig az építőiparban és az energetikában is szükség van olyan hőszigetelésekre, amelyek a különböző hullámhosszúságú elektromágneses sugárzásokat szelektív módon engedik át. Az aktív szoláris rendszerek kollektorai és az épületek hővédelme például olyan hőszigetelést igényelnek, melyek a napsugárzás látható fény-tartományába eső részét átbocsátják, az infravörös tartományba eső hősugarakat pedig nem engedik át. A találmányunkkal célunk, hogy a vákuumhőszigetelést, mely elvileg a legnagyobb hőszigetelőképességgel bír, továbbfejlesztve olyan megoldást javasoljunk, amelynél a vákuumhőszigetelés előnyei nagyobb élettartammal, megbízhatósággal párosulnak és emellett a szelektív sugárzásos hőátadás is biztosítható. További célunk, hogy azonos hővédelem mellett a szigetelés geometriai méreteit - vastagságát - csökkenteni lehessen. A találmány alapjául az a felismerés szolgál, hogy az élelmiszeriparban és háztartásokban alkalmazott termoszüvegek sok tekintetben megfelelnek a fenti kívánalmaknak. Hasonló hőszigetelések kialakítására az üveg, mint anyag ugyanis kiválóan alkalmas, minthogy:- a vákuumot hosszú ideig (évekig) képes fenntartani (pl. termoszüvegek, TV-képcsövek, rádiólámpák stb.);- alapanyaga mindenütt megtalálható, jól alakítható, iparosított technológiával olcsón gyártható;- korrózióállósága, hőmérséklettűrése nagyon jó, a legkedvezőtlenebb körülmények között alkalmazható;- hővezetési tényezője alacsony, ami azért is fontos, mert a vákuumteret határoló fémfelületek (hőhidak) a hőszigetelés hatékonyságát nagy mértékben rontják;- az elektromágneses hullámok tekintetében a megkívánt szelektív áteresztő képességgel rendelkezik, a látható fénysugarakat átereszti, a hősugarakat elnyeli. Az a tulajdonsága szükség esetén ismert technológiai eljárásokkal (alfoncsorozás) módosítható. Az alumínium, réz, ezüst, vagy más színesfémből készült néhány mikron vastagságú réteg, melyet a vákuumtér felőli oldalon hordnak fel, lehetővé teszi, hogy az üvegfelület nemcsak a látható fényt, hanem a hősugarakat is visszatükrözze. Ez az eljárás a hőszigetelést segíti elő. Az így kialakított elem hőszigetelő képessége 1 cm vastag vákuumtér esetén egyenértékű lehet 10-15 cm műanyaghab hőszigetelés termikus ellenállásával. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
