什麼是氣凝膠?
氣凝膠是由奈米孔洞與奈米骨架組成的三維連續多孔材料,獨特的結構使其具有許多常規材料無可比擬的特性,最顯著的就是導熱係數極低。
氣凝膠
氣凝膠微觀結構
氣凝膠絕熱原理
★ 固體熱傳導低
固體為奈米二氧化矽骨架,僅佔總體積的10%左右熱傳導的路徑延伸至無窮長
★ 氣體對流傳熱少
絕大部分孔洞尺寸小於常溫下空氣分子平均自由程(70nm)氣體分子被固定在奈米孔內,失去了相互碰撞與宏觀遷移能力
★ 紅外輻射傳熱少
奈米形成了近似無窮多的固/氣介面熱輻射不斷反射,形成了無窮多遮熱板
氣凝膠複合材料
採用奈米氣凝膠與玻璃纖維、陶瓷纖維等基材複合,將具有優異效能的氣凝膠與柔性基材完美結合在一起,最大化保留了氣凝膠輕質、隔熱等特性,並賦予了氣凝膠柔性與韌性。具備超長使用壽命、超強隔熱效能、超高防火效能、超優機械效能的附加特點,廣泛應用於軍工航天、熱力管網、石油化工、新能源汽車、消費品電子以及紡織品等領域。
應用案例
以某中高溫工業蒸汽管道為例,使用150mm厚的矽酸鋁和使用60mm的氣凝膠絕熱氈的熱量損失相比較,使用氣凝膠方案的節能率可達40%以上。
按矽酸鋁的有效使用壽命為3年,氣凝膠氈有效使用壽命為15年計算:
15年間,使用氣凝膠絕熱氈比使用矽酸鋁氈減少4次佈置,氣凝膠絕熱氈的總投資比傳統材料總投資減少約55%。平均每年節省9.177萬元的材料與施工成本;採用氣凝膠氈比採用矽酸鋁每年可獲得36.215萬元的收益,1.7年可收回使用氣凝膠氈多出的投資。在氣凝膠材料使用壽命期內(以15年為例),管線使用氣凝膠絕熱節能材料可為使用者累計創造36.215萬元*13.3年≈481.659萬元的額外經濟效益。
從氣凝膠材料全生命週期的角度考慮,氣凝膠方案較傳統保溫棉方案減少了維護更換次數,從而減少了管道保溫運維的成本,同時具有節能效果,為客戶創造更大的經濟效益。