Fábricas flexíveis de aerogel: Os painéis de isolamento a vácuo (VIP) podem ser usados para isolar veículos refrigerados?
Recentemente, muitos clientes têm perguntado se os painéis de isolamento a vácuo (VIP) podem ser usados para isolar caminhões refrigerados. Hoje, a Jutao New Materials discutirá os materiais de isolamento mais comuns usados em caminhões refrigerados, instalações de armazenamento a frio e outras instalações da cadeia de frio, bem como suas vantagens, desvantagens e os usos específicos dos painéis de isolamento a vácuo.
Requisitos para materiais de isolamento térmico para veículos refrigerados
Veículos refrigerados exigem materiais de isolamento térmico com alta eficiência térmica, baixo peso, alta resistência, longa vida útil e baixa absorção de umidade. Os principais requisitos incluem:
- O coeficiente de condutividade térmica deve ser o mais baixo possível, geralmente inferior a 0,045 W/(m K);
- O material deve manter características estáveis na faixa de temperatura de -40°C a 70°C;
- O material deve possuir resistência mecânica suficiente para suportar vibrações e impactos ao dirigir em estradas ruins sem sofrer danos ou deformações;
- Baixa absorção de água e umidade, boa resistência à geada;
- Não tóxico, inodoro e respirável. Quando queimado, o material não deve emitir gases tóxicos ou nocivos;
- Facilidade e confiabilidade de instalação e manutenção, possibilidade de utilização de tecnologias como vazamento, pulverização, enchimento, etc.
Principais materiais de isolamento térmico utilizados em veículos refrigerados
Atualmente, os seguintes materiais de isolamento térmico são usados principalmente em caminhões refrigerados: poliestireno expandido (EPS), espuma de poliuretano (PU), poliestireno extrudado (XPS) e painéis de isolamento a vácuo (VIP).
- Poliestireno expandido (EPS)
O EPS é um material celular microporoso produzido a partir de grânulos de poliestireno expandido com agentes expansores de baixo ponto de ebulição. O material é formado por pré-espumação e prensagem, sendo posteriormente utilizado como camada de isolamento térmico.
O EPS já foi amplamente utilizado em refrigeração, mas foi praticamente eliminado em países desenvolvidos devido à sua eficiência de isolamento térmico relativamente baixa. No entanto, devido ao seu baixo custo, ainda é utilizado em certa medida na China.
- Espuma de poliuretano (PU)
A espuma de poliuretano é o material de isolamento térmico mais comum utilizado na produção de refrigeração. Principais propriedades físicas e mecânicas:
* Coeficiente de condutividade térmica: 0,03 W/(m K)
* Resistência à tração: 2,5 GPa
* Resistência à compressão: 2,0 GPa
* Adesão a chapas de aço: 2,9 GPa
* Adesão à madeira compensada: 1,4 GPa
A condutividade térmica da espuma de poliuretano é afetada pela densidade do material, tamanho das células, grau de fechamento dos poros, umidade e temperatura.
A espuma de poliuretano (PU) é produzida pela mistura de isocianato e poliéster na proporção de 1:1. Ela pode ser aplicada por vazamento, pulverização, preenchimento ou colagem para formar uma camada de isolamento térmico na carroceria do veículo.
Devido à sua baixa condutividade térmica, alta resistência e boas características tecnológicas, a espuma de poliuretano tornou-se o principal material de isolamento térmico na indústria de transporte refrigerado.
- Espuma de poliestireno extrudido (XPS)
Vantagens do XPS:
* Excelentes propriedades de isolamento térmico, coeficiente de condutividade térmica de cerca de 0,025 W/(m² K);
* Alta resistência à compressão – até 4 GPa;
* Peso baixo, densidade em torno de 40 kg/m³;
* Baixa absorção de umidade e resistência à corrosão, a absorção de água é de aproximadamente 0,5%.
- Painéis de isolamento a vácuo (VIP)
Os painéis de isolamento a vácuo são um dos materiais mais avançados para isolamento térmico em baixas temperaturas. Sua condutividade térmica pode ser tão baixa quanto 0,0023 W/(m K), significativamente melhor do que a dos materiais de espuma tradicionais.
Os painéis VIP são amplamente utilizados em:
* recipientes térmicos para uso médico;
* refrigeradores;
* armazéns frigoríficos;
* sistemas de cadeia de frio;
* refrigeradores e recipientes refrigerados.
Em comparação com os materiais de espuma tradicionais, o VIP apresenta as seguintes vantagens:
* condutividade térmica ultrabaixa;
* resistência ao fogo e não combustibilidade;
* não absorve umidade;
* Facilidade de instalação e manutenção;
* Redução das pontes térmicas quando combinado com espuma de poliuretano;
* o período de isolamento térmico efetivo é mais de 5 vezes maior;
* a possibilidade de usar uma camada de isolamento térmico mais fina, mantendo uma alta eficiência.
Por exemplo, uma camada VIP com apenas 20 mm de espessura pode fornecer o mesmo isolamento térmico que uma camada significativamente mais espessa de materiais de espuma tradicionais.
Comparação das espessuras de isolamento para caminhões refrigerados
A espessura da camada de isolamento térmico depende dos requisitos de funcionamento e do material selecionado:
* Espuma de poliuretano: geralmente de 50 a 120 mm;
* Espuma de poliestireno EPS: cerca de 20% mais espessa que o PU;
* Painéis de vácuo VIP: uma camada com cerca de 20 mm de espessura proporciona um efeito de isolamento térmico semelhante.
Vantagens dos painéis VIP em caminhões refrigerados
Com o desenvolvimento da indústria da cadeia de frio, os materiais de isolamento térmico estão sendo constantemente aprimorados para melhorar a eficiência energética e as propriedades de isolamento térmico.
A utilização de painéis de isolamento a vácuo em veículos refrigerados oferece as seguintes vantagens:
* excelente isolamento térmico;
* redução do consumo de energia;
* longa vida útil;
* resistência ao envelhecimento;
* Design de carroceria simplificado;
* aumento do volume interno útil devido à redução da espessura da camada de isolamento térmico.
Quanto maior o desempenho do isolamento térmico de um veículo refrigerado, maior sua eficiência econômica e social. Portanto, os painéis de isolamento a vácuo estão se tornando uma solução cada vez mais promissora para a logística moderna da cadeia de frio e para os sistemas de transporte refrigerado.
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