Утепление зерносушилки

Теплопроводность:

1) минеральной ваты: 0.030-0.045 Вт/м*К2) воздуха: 0.026 Вт/м*К

Казалось бы, очевидно, что воздух имеет меньшую теплопроводность, чем минеральная вата!?

Зачем же тогда на фото мы утепляем зерносушилку минеральной ватой?

Утепление зерносушилки

Если бы воздушная прослойка действительно имела бы более высокое термическое сопротивление, чем прослойка из минеральной ваты, то мировые производители минеральной ваты уже давно обанкротились бы!

На самом деле, термическое сопротивление воздуха в десятки раз ниже термического сопротивления минеральной ваты. Разберём подробнее?

Физика процесса

Действительно, теплопроводность воздуха меньше теплопроводности минеральной ваты. И некоторые недобросовестные производители пользуются этим "убойным" маркетинговым аргументом, предлагая покупателям конструктивно более дешёвые зерносушилки без утепления тепловыми матами. 

Однако, на самом деле, это обман покупателя!

Дело в том, что передача тепла между двумя стенками происходит тремя путями. И теплопроводность - это только один из них. Вот эти три пути:

Теплопроводность.
Конвекция.
Излучение.

Теплопроводность

Это способность материальных тел проводить теплоту от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела путём хаотического движения частиц тела (атомов, молекул, электронов и т. п.). Иными словами, это передача тепловой энергии между соседними молекулами.

Пример: Человек сидит голой пятой точкой на холодном металлическом стуле. Пятая точка немедленно начинает ощущать холод.

Конвекция

Это способность передавать тепло через газы и жидкости. 

Пример: Горячий воздух поднимается от нагретой поверхности вверх и замещается более холодным воздухом, который перемещается вниз. Таким способом, тепло от горячей поверхности отводится тёплым воздухом (который легче холодного).

Asset 22

Излучение

Это способность передавать тепловую энергию между двумя материальными телами через пространство посредством электромагнитных волн. Излучаемое тепло двигается со скоростью света через пространство (при этом само пространство не нагревается).

Пример: Человек на пляже телом чувствует солнце. Тепло излучается солнцем и через 8 минут достигает тела человека, при этом космическое пространство не нагревается (естественно!).

Воздух действительно является отличным теплоизолятором. Именно поэтому все теплоизоляторы такие лёгкие - они состоят из множества пор, содержимым которых и является воздух.

Однако, благодаря пористой (пещеристой) структуре, минеральная вата блокирует передачу тепла конвекцией и излучением и, таким образом, увеличивает термическое сопротивление в десятки раз! (См. ниже)

Какой утеплитель лучше?

На самом деле, измерять качество утепления теплопроводностью материала некорректно!

Чтобы понять какой материал лучше, необходимо выяснить его термическое сопротивление.

Термическое сопротивление R, измеряется в метр кв.* град.С/Ватт и рассчитывается по формуле:

R = δ / λ

гдеδ – толщина слоя материала, метры,λ - Теплопроводность, Ватт/(метр* град.С) 

Примечание: Как указано в книге В.И. Леденева и И.В. Матвеевой "Физико-технические основы эксплуатации наружных кирпичных стен гражданских зданий"

Теплоизоляция зерносушилки воздухом

Рис.: Проблемы теплоизоляции воздухом.

Пример:

Предлагаем рассмотреть простой случай:

Сравним 100 мм минеральной ваты с коэффициентом теплопроводности 0.036 Ватт/(метр* град.С) и 100 мм воздуха.

Термическое сопротивление 100 мм минеральной ваты в сухом состоянии = 0,1 м / 0,036 Ватт/(метр* град.С) = 2,78 м2*град.С/Вт.
Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки толщиной 10 см для условий зерносушилки = 0,15 м2*град.С/Вт (вертикальная прослойка при положительной температуре). 
Той же замкнутой воздушной прослойки при толщине 1 см = 0,13 м2*град.С/Вт.

Примечание: Данные по воздуху взяты из СТО 17532043-001-2005 приложение №4).

Вывод:

Получается, что для достижения уровня теплоизоляции минеральной ватой толщиной 10 см, нам понадобится 2.78/0.15 = 18 замкнутых воздушных прослоек из воздуха толщиной 10 см!

Обратите внимание, что при увеличении толщины воздушной прослойки, термическое сопротивление сильно не возрастает. Поэтому основной способ увеличения термического сопротивления - это увеличение количества воздушных прослоек.

Но именно по такому принципу и построена минеральная вата.

Воздух имеет на 13% меньшую теплопроводность, чем минеральная вата, но

у воздушной прослойки на 1750% меньшее термическое сопротивление! *

* При условии замкнутой воздушной прослойки толщиной 10 см.

Но есть и другой нюанс...

Следует иметь ввиду, что все, о чем мы писали выше применимо только для замкнутых воздушных прослоек, т.е. не имеющих сообщения с наружным или внутренним воздухом.
При наличии сообщений с окружающей средой прослойка становится проветриваемой. Когда холодный воздух попадает в поветриваемую прослойку, ее термическое сопротивление может уменьшиться вплоть до нуля.

Давайте посмотрим на реальную зерносушилку, утеплённую воздухом без минеральной ваты. У нас под рукой чисто случайно оказалось несколько фотографий такой сушилки. Видите ли вы здесь замкнутую воздушную прослойку?

Общий вид утепления сушилки Бонфанти металлическими панелями без минеральной ваты.

Общий вид утепления сушилки металлическими панелями без минеральной ваты.

Лист металла утепления не закрыт в нижней части сушилки.

Лист металла не закрыт в нижней части сушилки. Горячий воздух, который нагревается от внутренней стенки сушилки легко уходит вверх, а снизу поступает холодный воздух.

Свободный ход воздуха под листами утепления зерносушилки

Под определёнными углами зрения вы можете видеть свет в самом верху зерносушилки. Это значит, что о замкнутой воздушной системе тут не может быть речи.

Сквозной просвет теплоизоляции зерносушилки

Сквозной просвет особенно хорошо виден на небольших отрезках. Туда, вверх, и уходит воздух, унося тепло от сушилки. 

Таким образом, помимо того, что герметичная воздушная прослойка имеет меньшее термическое сопротивление, чем минеральная вата, конструкция самой зерносушилки не обеспечивает герметично замкнутую воздушную прослойку. Она не герметичная. И это называют теплоизоляцией?

Чтобы было понятно, насколько важна именно замкнутая воздушная прослойка, обратите внимание на стеклопакеты в окнах.

Все окна имеют по два, а то и по три, стекла, между которыми есть воздушная прослойка, и эта прослойка тщательно загерметизирована с торцов стёкол двумя слоями герметиков.

Разгерметизируйте торцы и зимой вы ощутите все её прелести.

Герметичное утепление в стеклопакетах

Зерносушилки с утеплением

Компания Finpro Group принципиально не поставляет зерносушилки без утепления. Исключения составляют только мобильные порционные фермерские сушилки, например сушилки Agrex, Esma и американские зерносушилки Matthews

Ниже вы найдете ссылки на наши зерносушилки с утеплением:

Шахтные зерносушилки Scolari с утеплением из минеральной ваты

Scolari

Двузонная итальянская сушилка с полной рекуперацией тепла. Шахта полностью утеплена матами из минеральной ваты и тщательно загерметизирована герметиком.

Зерносушилки Ravaro

Ravaro

Итальянская шахтная зерносушилка с утеплением матами из минеральной ваты. Легко переводится на альтернативное топливо, очень универсальна.

Зерносушилки Bonfanti

Bonfanti

Итальянские шахтные газовые зерносушилки с утеплением воздухом. Несмотря на это, достаточно популярны в Украине.

Шахтные утепленные ерносушилки Stolz

Stolz

Французские промышленные поточные стационарные газовые зерносушилки с полным утеплением матами из минеральной ваты.

Итальянские шахтные зерносушилки Zanin с утеплением матами из минеральной ваты

Zanin

Итальянские шахтные стационарные зерносушилки с уникальной системой мягкого охлаждения и утеплением из минеральной ваты.

Шахтные зерносушилки Esma

Esma

Новинка на рынке! Итальянские шахтные двузонные зерносушилки с системой полной рекуперации тепла и утеплением минеральной ватой.

Вывод

Несмотря на то, что воздух имеет меньшую теплопроводность, зерносушилка с утеплением воздухом имеет в 18 раз меньшее термическое сопротивление. Кроме того, конструкции предлагаемых рынком сушилок не позволяют считать воздух полноценным утеплителем, так как в них обычно отсутствует замкнутое пространство. Свободный ход холодного воздуха снизу и горячего сверху дополнительно снижает теплопроводность.

Поэтому мы, как и большинство европейских производителей, считаем, что на сегодня минеральная вата является самым наилучшим и современным решением для зерносушилок.

Утеплению зерносушилок воздухом мы не находим достаточного научного обоснования. Единственный аргумент выпускать такие сушилки - это снижение себестоимости производства за счёт ухудшения качества утепления.

Минеральная вата, как утеплитель зерносушилки

На фото: утепляющие маты из минеральной ваты, которые поставляются с зерносушилкой Scolari.