エアロゲル フェルトと従来の断熱材: どちらが優れていますか?

断熱材の選択は、単に最高温度定格または最低価格の製品を選択するだけの問題ではありません。熱伝導率、設置の厚さ、耐湿性、利用可能なスペース、長期のメンテナンス費用をすべて考慮する必要があります。-

エアロゲル フェルトは、ミネラル ウール、グラス ウール、セラミック ファイバー、ケイ酸カルシウムなどの従来の断熱材の代替として使用されることが増えています。ただし、各材料には独自の利点と適切な用途があります。

この記事では、エンジニア、請負業者、産業バイヤーがより適切な選択を行えるよう、エアロゲル フェルトと一般的に使用される断熱材を比較します。

エアロゲルフェルトとは何ですか?

エアロゲル フェルトは、エアロゲル ブランケットとも呼ばれ、シリカ エアロゲルと繊維状の強化層を組み合わせて作られた柔軟な断熱材です。

シリカエアロゲルのナノスケールの細孔構造は、固体伝導、ガスの移動、対流による熱伝達を制限します。強化繊維により柔軟性と機械的強度が向上し、パイプ、バルブ、タンク、産業機器などに材料を丸めたり、切断したり、巻き付けたりすることが可能になります。

Keep Insulation のエアロゲル フェルト製品には、工業用断熱プロジェクト向けにさまざまな厚さと動作温度グレードが含まれています。{0}}

一般的なアプリケーションには次のものがあります。

石油とガスのパイプライン

石油化学装置

高温蒸気管-

LNG および低温システム-

貯蔵タンクと容器

発電装置-

海洋および海洋設備

取り外し可能な断熱カバー

工業炉と熱処理装置-

従来の断熱材とは何ですか?

従来の断熱材には、1 つの特定の材料ではなく、複数の製品タイプが含まれています。

ミネラルウール

ミネラルウールは、溶融岩石または工業用鉱物材料から製造されます。断熱性、耐火性、吸音性、コストの実用的なバランスを実現します。

建物、HVAC システム、産業機器、一般的なパイプラインの断熱材に広く使用されています。

グラスウール

グラスウールは細いガラス繊維から製造されます。軽量で柔軟性があり、建物の壁、屋根、空調ダクト、-、低温から中温システムで一般的に使用されています。-

セラミックファイバー

セラミック ファイバーは高温用途向けに設計されています。{0}通常、ブランケット、ボード、紙、炉、窯、ボイラー、その他の高温機器用のモジュールとして供給されます。-

ケイ酸カルシウム

ケイ酸カルシウムは、優れた圧縮強度と高温安定性を備えた硬い断熱材です。-工業用パイプ、ボイラー、プロセス装置の周囲でよく使用されます。

性能比較

これらの比較は一般的なものです。正確な性能は、製品の密度、配合、温度、厚さ、テスト条件によって異なります。

1. 熱伝導率

熱伝導率は、熱が材料をどれだけ容易に通過するかを示します。一般に、値が低いほど、同じ厚さで断熱性能が優れていることを意味します。

多くの工業用エアロゲル フェルト製品の熱伝導率値は約0.015 ～ 0.020 W/(m・K) 室温または室温付近.

たとえば、ナノ エアロゲル フェルトは、記載されている熱伝導率が約 100 で入手可能です。0.018～0.020 W/(m・K) 25度。実際の値は、選択したグレードとテスト条件によって異なります。

従来の材料の一般的な室温値は一般に高くなります。-

正確な値は、試験温度と方法が同じ場合にのみ比較してください。

エアロゲル フェルトは一般に、プロジェクトで限られた断熱材の厚さ内で高い熱抵抗が必要な場合に最大の利点をもたらします。

利点: エアロゲル フェルト

2. 絶縁体の厚さ

従来の断熱材は効果的な断熱性能を実現できますが、通常はより厚い層が必要です。

十分な設置スペースがある場所では、これは重大な問題にならない可能性があります。ただし、厚みが増すと、次の点で問題が発生する可能性があります。

密集したパイプライン

バルブとフランジ

狭いメンテナンス通路

スペースが限られている機器

海洋および海洋施設

コンパクトな処理システム

既存の断熱システムをアップグレード中

エアロゲル フェルトは熱伝導率が低いため、多くの場合、より薄い厚みで必要な断熱性能を達成できます。

これにより、断熱パイプの全体直径が小さくなり、限られたスペースへの設置が容易になります。また、必要な外部クラッディングおよびサポート材料の量も削減できる可能性があります。

必要な厚さは熱計算によって確認する必要があります。エアロゲル フェルトは、一般的な厚さの削減の主張のみに基づいて選択すべきではありません。-

利点: エアロゲル フェルト

3. 高温性能-

最大動作温度は、各断熱製品の配合と強化によって異なります。

セラミック ファイバーは通常、次のような非常に高温の用途に選択されます。-

工業炉

キルンライニング

熱処理装置-

ボイラー断熱材

炉の扉

高温伸縮継手-

エアロゲル フェルトは、高温のパイプラインや機器にも使用できます。{0}たとえば、エアロゲル断熱フェルトは、産業用パイプライン、炉、電力機器、石油化学施設、その他の要求の厳しい用途向けに設計されています。

ただし、エアロゲルのフェルトの熱伝導率は、通常、平均温度が上昇するにつれて増加します。購入者は、25 度だけでなく、実際の動作範囲全体にわたる導電率データを要求する必要があります。

炉の温度が非常に高い場合や直接熱面ライニングの場合は、セラミック ファイバーの方が適している可能性があります。{0}より薄い外部断熱層を必要とするパイプラインや機器の場合、エアロゲル フェルトは全体的なパフォーマンスが向上する可能性があります。

利点: 温度と用途によって異なります。

4. 耐湿性および耐水性

湿気により、多くの従来の繊維状断熱材の効果が大幅に低下する可能性があります。水が断熱システムに入ると、次のような事態が起こる可能性があります。

より高い熱伝導率

熱損失の増加

乾燥時間が長くなる

外部被覆材の損傷

断熱材下の腐食

より頻繁なメンテナンス

ミネラルウールとグラスウールには通常、水の浸透を防ぐために正しく設計された防湿層、耐候層、または金属被覆が必要です。

疎水性エアロゲル フェルトは、柔軟な構造を維持しながら液体の水に耐えます。一部のグレードは 99% 以上の疎水性を実現し、屋外パイプライン、海洋機器、湿気の多い産業環境に役立ちます。

ただし、疎水性断熱材を使用してもシステム全体が防水になるわけではありません。接合部、継ぎ目、貫通部、被覆は適切に密閉する必要があります。

利点: エアロゲル フェルト

5. 防火性能

一般に、不燃性または耐火性の断熱材が必要な用途には、ミネラル ウール、グラスウール、セラミック ファイバー、ケイ酸カルシウム、シリカ エアロゲル製品が選択されます。{0}

ただし、耐火性能は主原料のみではなく、完成した製品に基づいて評価する必要があります。表面材、バインダー、接着剤、外装材は最終的な分類に影響を与える可能性があります。

断熱エアロゲル フェルトは、指定された耐火性能特性を備えたグレードで入手可能です。-プロジェクトが特定の基準に準拠する必要がある場合、購入者は関連する耐火試験レポートを要求する必要があります。

セラミックファイバーは、依然として炉のライニングや極度の高温を伴う用途に特に適しています。ミネラルウールは、コストと防火性能のバランスが取れているため、受動的防火や建物の断熱に広く使用されています。

利点: 必要な防火基準に応じて異なります。

6. 柔軟性と設置性

エアロゲル フェルトは柔軟性があり、標準的な断熱ツールで切断できます。以下のような曲面や不規則な表面によく適合します。

パイプ

肘

ティー

バルブ

フランジ

パンプス

タービン

貯蔵容器

ミネラルウールやグラスウールのブランケットも柔軟性がありますが、厚さが厚いと狭い場所への設置が難しくなる場合があります。

セラミック ファイバー ブランケットは高温の機器に巻き付けるのが簡単ですが、切断や取り付けの際には慎重な取り扱いと適切な保護措置が必要になる場合があります。{0}}

ケイ酸カルシウムは、剛性セクションまたはボードとして供給されます。優れた圧縮強度を備えていますが、複雑な形状に取り付けるのが難しく、取り扱い中に亀裂が入る可能性があります。

エアロゲル フェルトを使用すると、設置体積と必要な層の数を減らすことができますが、設置者は材料を切断したり取り扱う際に手袋、保護メガネ、および適切な防塵対策を使用する必要があります。

利点: 複雑で制限された設置向けのエアロゲル フェルト

7. 機械的強度と耐久性

断熱材が異なれば、振動、衝撃、繰り返しのメンテナンスに対する反応も異なります。

エアロゲル フェルトは強化された柔軟な構造を備えており、通常の取り扱い、振動、熱サイクルに耐えることができます。また、硬質絶縁体に比べてひび割れが発生しにくいです。

ミネラルウールとグラスウールは、繰り返し機械的圧力にさらされると圧縮されたり、損傷したりする可能性があります。セラミックファイバーブランケットは、高速または頻繁に扱われる環境でも表面が摩耗する可能性があります。-

ケイ酸カルシウムは圧縮強度が優れているため、絶縁体がより大きな機械的負荷に耐える必要がある場合に適しています。ただし、比較的脆いため、衝撃を受けると割れることがあります。

システムが天候、交通、または機械的損傷にさらされる場合には、エアロゲル フェルトの外部クラッドを使用することをお勧めします。

利点: 機械的露光の種類に応じて異なります。

8. 設置スペースと総重量

エアロゲル フェルトは、断熱エンベロープをコンパクトに保つ​​必要がある場合に特に役立ちます。

より薄いシステムは、プロジェクトにいくつかの利点をもたらす可能性があります。

パイプ仕上がり径が小さくなる

隣接するパイプライン間のアクセスが容易になる

クラッディング寸法の縮小

バルブやサポートとの干渉が少ない

断熱材の容積が低い

コンパクトな機器エリアへの設置が容易

エアロゲル フェルトは一部の軽量繊維ブランケットよりも高い密度を持っていますが、必要な厚みが少ないため、システム全体は比較的軽量のままで済みます。

スペースが制限されていない大規模な建築エリアの場合は、グラスウールまたはミネラルウールの方が経済的である可能性があります。

利点: スペースが限られている場合のエアロゲル フェルト

9. 初期コストとライフサイクルコスト

エアロゲル フェルトは通常、ミネラル ウールやグラス ウールよりも平方メートルあたりの購入価格が高くなります。

初期単価だけで材料を比較すると、従来の断熱材の方が経済的であるように見えることがよくあります。ただし、プロジェクトを完全に比較するには、次の点も含める必要があります。

必要な断熱材の厚さ

インストールされている層の数

労働要件

外部クラッドのサイズ

システムの変更をサポート-

輸送量と保管量

熱損失コスト-

メンテナンスの頻度

交換時のダウンタイム

期待寿命

エアロゲル フェルトは、熱損失の低減、限られた設置スペース、または湿気関連のメンテナンスが重要な場合に、ライフサイクル コストを削減できる可能性があります。{0}}

十分なスペースと適度な性能要件を備えた、大規模で単純な領域では、従来の材料のほうが商業的には依然として優れた選択肢となる可能性があります。

利点: 従来の材料を使用するため、初期コストが低くなります。エアロゲル フェルトはより優れたライフサイクル価値を提供する可能性がある

用途別の比較

エアロゲル フェルトを選択するのはどのような場合ですか?

一般に、エアロゲル フェルトは次のような場合に検討する価値があります。

設置スペースが限られている

薄い断熱システムが必要

熱損失を最小限に抑える必要がある

機器は高温または低温で動作します

配管や設備は複雑な形状をしている

設置物が湿気にさらされている

断熱材の総体積を減らすことが重要

断熱材下の腐食が懸念される

メンテナンスのためのアクセスが制限されています

初期価格よりも長期的なエネルギー パフォーマンスの方が重要です。-

エアロゲル断熱ブランケットは、プロジェクトの条件に応じて、さまざまな厚さと温度グレードで提供できます。

従来の材料が適しているのはどのような場合ですか?

次のような場合には、従来の断熱材の方が適している可能性があります。

プロジェクトには十分な設置スペースがある

初期予算が主な考慮事項です

動作温度は中程度です

広い壁、屋根、またはダクト領域を覆う必要がある

システムは乾燥した屋内環境に設置されます

高い圧縮強度が必要

プロジェクト仕様では特定の伝統的な材料が必要です

地元の設置業者は従来のシステムに精通している

最良の断熱材が必ずしも熱伝導率が最も低いとは限りません。これは、プロジェクトの技術的および商業的要件を完全に満たすものです。

購入者が提供すべき情報

見積もりや材料の推奨をリクエストする前に、サプライヤーに次の情報を提供してください。

対象用途

通常の動作温度

最高気温と最低気温

配管径または機器寸法

必要な表面温度

最大許容熱損失

利用可能な断熱スペース

屋内または屋外の設置

水、油、化学物質への曝露

必要な消防基準

希望の断熱材の厚さ

外側クラッドの設計

プロジェクト数量

必要なテストレポート

完全な情報を提供することは、サプライヤーが同じ作業条件下でエアロゲル フェルトと従来の断熱材を比較するのに役立ちます。

よくある質問

エアロゲル フェルトは常にミネラルウールよりも優れているのでしょうか?

いいえ、エアロゲル フェルトは熱伝導率が低く、厚さが薄く、耐湿性が優れていますが、一般にミネラル ウールの方が初期コストが低くなります。ミネラルウールは、スペースが限られていない広いエリアに適している場合があります。

エアロゲルフェルトはセラミックファイバーに取って代わることができますか?

使用温度や設置位置によって異なります。エアロゲル フェルトは多くの高温パイプラインや機器に使用できますが、多くの場合、セラミック ファイバーは非常に高温の炉や窯での用途に適しています。-

エアロゲル フェルトは屋外パイプラインに適していますか?

はい。疎水性エアロゲル フェルトは、屋外の産業パイプラインによく使用されます。適切に設計された金属または耐候性の外側カバーが依然として必要です。-

エアロゲル断熱材はより薄い厚さを必要としますか?

多くの用途において、エアロゲル フェルトは、ミネラルウール、グラスウール、またはケイ酸カルシウムよりも薄い厚さで必要な耐熱性を達成できます。正確な減少量は熱計算によって確認する必要があります。

エアロゲルの方が高価に感じられるのはなぜですか?

そのコストは、シリカエアロゲルの素材と特殊な製造プロセスを反映しています。購入者は、平方メートルあたりの価格だけではなく、設置コストとライフサイクル全体のコストを比較する必要があります。

エアロゲル フェルトを複数の層に設置できますか?

はい。複数の層を使用して、必要な断熱材の厚さを実現できます。熱ブリッジを減らすために、層間の接合部を千鳥状にする必要があります。

結論

エアロゲル フェルトは、熱性能、厚さの減少、耐湿性、設置の柔軟性において明らかな利点をもたらします。特に産業用パイプライン、石油・ガス機器、LNG システム、発電所、設置スペースが限られたプロジェクトに適しています。

従来の断熱材は依然として価値があります。ミネラル ウールとグラスウールは、大規模な汎用領域に経済的なソリューションを提供します。-、セラミック ファイバーは非常に高温の装置でも優れた性能を発揮し、ケイ酸カルシウムは有用な圧縮強度を提供します。-

したがって、あらゆる用途に最適な単一の材料はありません。購入者は、実際の動作温度での熱伝導率、必要な厚さ、環境への曝露、設置の複雑さ、および総ライフサイクルコストを比較する必要があります。

省スペース性能、耐湿性、長期的な熱効率が優先される場合、エアロゲル フェルトがより有力な選択肢となることがよくあります。-