منبع : مرکز اطلاعات عایق های حرارتی ایران

پانل­ های عایق خلاء

VIP- Vacuum insulation panels

 



1. مهار کردن دیواره ­ها

2- غشاء غیرقابل نفوذ در مقابل گاز

از آنجا که کارایی پانل بسته به فشار داخل پانل دارد باید فضای داخلی در مقابل نفوذ گاز محافظت شود. این ماده باید ارزان باشد، کار با آن آسان باشد و در نهایت بقدر کافی نازک باشد تا حرارتی چندانی را در محل های اتصال از خود عبور ندهد.
3. جاذب­ها و رطوبت ­گیرها

جاذب نقش جذب گاز و رطوبت داخل پانل را بر عهده دارد تا در اثر افزایش فشار داخل پانل مقدار R کاهش پیدا نکند این گازها می­تواند از طریق مختلف به درون پانل نفوذ کنند چه از طریق خود غشاء و یا درزها و یا تولید گاز از طریق هسته
اجزاء  تشکیل دهنده پانل­ های عایق خلاء (VIP)
پانل­ های خلاء با کارایی بالا و طول عمر بلند مدت (بالای 15 سال) از اواسط دهه­ی 50 میلادی معمول شده ­اند. متأسفانه پروسه تولید گران قیمت و زمان ­بر می­باشد. و کمپانی ­های محدودی قادر به تولید آن می ­باشند. هر چند در طول 4 سال اخیر تحقیقات گسترده و بین­ المللی در این زمینه انجام گرفته که منجر به کاهش زمان و هزینه­ تولید این نوع از عایق­های حرارتی شده است. موفقیت های بیشتر در این زمینه نوید استفاده­  بیشتر از این عایق را در زمینه­ تجهیزات عایق کاری می­ دهد.
1. هسته

هسته در پانل­های خلاء دو کارکرد اصلی دارد. یکی اینکه مانع در مقابل فشار اتمسفر می­ باشد و از فشرده شدن عایق جوگیری می­ کند دوم اینکه مانع جریان پیدا کردن مولکولهای گاز به جا مانده در داخل پانل می­شود که این خود از انتقال حرارت ناشی از جریات مولکولهای گاز داخل پانل جلوگیری می­کند. مواد تأیید شده مورد استفاده به عنوان هسته شامل پرلیت، پودرهای معدنی، فیبرهای معدنی، فایبرگلاس و سیلیکا می­باشد. هر چند که این مواد به صورت خام ارزان هستند اما برای بکارگیری در پانل­های خلاء نیاز به فرایندهایی دارند که در نهایت قیمت محصول نهایی را بالا می­ برند. اخیراً مواد دیگری در این زمینه استفاده می­شوند که به دو دسته­ اصلی تقسیم ­بندی می­ شوند. فوم­های سلول باز و ایروژل ­های کربن یا سیلیکا. کمپانی­های DOW و ICI به تولید پلی یورتان سلول باز با فرمولاسیون ویژه (ICI) و فوم پلی استایرن (DOW) دست زده­ اند. این مواد جهت کار راحت ­تر هنگام تخلیه­ پانل از گاز و هزینه­ تمام شده­ی پایین­ تر نسبت به مواد معمول ساخته شده­ اند. هر چند این مواد نسبت به رطوبت حساسیت بیشتری دارند و مقدار تولید گاز بیشتری نسبت به انواع محصول ماده­ هسته دارند. همچنین طول عمر این مواد کوتاه تر  بوده ولی مقدار آن مورد بحث می ­باشد. موفقیت و یا شکست این فوم­ ها بسته به پیشرفت در زمینه­ جاذب­ ها و غشاءهای پانل دارد.
2. غشاء

غشاء همان دیواره­ای پانل خلاء می­ باشد که نقش محافظت از خلاء در مقابل نفوذ هوا و رطوبت را برعهده دارد. این دیواره معمولاً از جنس شیشه و یا فلز می­ باشد. شیشه بسیار شکننده است و فلز بخاطر هدایت حرارتی بالا باعث افت کارایی پانل می­ شود. علاوه بر آن فلز هزینه­ های زیادی را از جهت ساخت و جوشکاری لبه­ های پانل به محصول نهایی تحمیل می­کند.
بخاطر این مشکلات راه­ حل­ هایی پیشنهاد شده است. استفاده از یک لایه­ نازک فلز (معمولاً آلومینیوم) که با یک لایه­ پلاستیک در روی آن استحکام یافته یکی از این راه­ حل ­ها است. درنهایت از یک پلاستیک با دمای ذوب پایین استفاده می­شود تا جایگیزینی برای عملیات جوش­کاری باشد. با این وجود هنوز هم اثرات جداره در انتقال گرما می­تواند قابل توجه باشد. برای کاهش بیشتر آن با استفاده از روش Sputter coating یک لایه­ بسیار نازک آلومینیوم به عنوان جداره تشکیل می ­دهند. تشکیل درست این لایه­ نازک که خود مسأله­ مهم می ­باشد تا حد قابل توجهی در افزایش کارایی پانل خلاء تأثیر گذار می ­باشد.
جداره ­هایی که کاملاً از پوشش­های پلاستیکی ساخته شده­ اند می ­توانند در موقعیت­هایی که مقدار زیادی از جاذب در پانل خلاء بکار رفته است (مانند مواقعی که از سیلیکا یا ایروژل به عنوان هسته استفاده شده است) و طول عمر زیادی مورد نیاز نیست بکار   می­ روند. در این موارد تا 9 لایه­ متفاوت از پلاستیک به عنوان فیلم جداره روی هم کار می­شود که هر لایه برای جذب گازهای خاصی استفاده می ­شوند. از آنجا که این فیلم ها اثرات انتهایی را موجب نمی­ شوند مورد تحقیقات زیادی قرار گرفته­ اند. این نوع از فیلم­ ها در گذشته همراه با انواع معمول مواد هسته کاربرد بیشتری داشتند اما امروزه با ظهور فوم ­های سلول باز بعنوان هسته که قابلیت جذب بالایی ندارند استفاده از آنها محدود شده است.
3. جاذب­ها و نم­گیرها

جاذب­ها و نم­گیرها با جذب گاز و رطوبت به افزایش طول عمر عایق پانل خلاء کمک می­ کنند. برای کارایی بیشتر این مواد، انتخاب آنها باید براساس نوع گاز و مقدار رطوبت موجود انجام گیرد برخی از مواد هسته­ قدیمی مانند ایروژل­ها خود به عنوان جاذب نیز عمل می­کنند. به این خاطر انواع قدیمی­ تر پانل­های خلاء نیازی به جاذب نداشته­ اند.
- طول عمر پانل­های خلاء

طول عمر آنها به فاکتورهایی بستگی دارد که مهمترین آنها در زیر آورده شده­اند.

1- مقدار خلاء اولیه­ پانل

2- نرخ نفوذ به داخل پانل از طریق غشاء یا فیلم

3- مقدار تولید گاز ماده هسته یا فیلم در صورت وجود

4- مقدار نفوذ گاز از طریق درزها

5- کارایی و کیفیت جاذب

6- تأثیرات افزایش فشار روی ماده­ هسته

هدایت حرارتی

ضریب هدایت حرارتی مرکز پانل­ های خلاء در بازار از مقدار 0.0025w/mk تا حدود 0.01w/mk تغییر می­ کند. در حالی که این مقدار برای فوم ­های سلول بسته حدود 0.02w/mk تا 0.05w/mk می­باشد.

از آنجا که ضریب هدایت حرارتی در مرکز پانل گزارش می ­شود مقداری از اتلاف حرارتی در جداره­ها توسط لایه­ای آلومینیومی کارایی آن را پایین­ تر خواهد آورد. میزان اتلاف از جداره­ ها به اندازه­ پانل بستگی دارد. برای پانل­های کوچک­تر از 3 (اینچ مربع) برتری نسبت به عایق از جنس فوم دیده نمی ­شود. برای پانل­های با اندازه های بزرگ این اثرات ناچیز می­ شوند.

ساختار هندسی

پانل­های خلاء سطح از اندازه­ 3 اینچ مربع تا 35 اینچ مربع در تغییر می­باشند. ضخامت آنها نیز از 0.125 تا 1 سانتی­متر می­باشد.

محدوده دمایی

در حالی که پانل­های خلاء با ماده­ هسته­ ی سیلیکا ایروژل که پوسته­ ی جوش داده شده دارند قادر به تحمل دمای 800 درجه سانتی گراد را نیز دارند، انواع معمول آلومینیومی که با پلی استر روکش شده­ اند محدود به دمای 50 درجه سانتی گراد می باشند. در دماهای بالاتر نفوذ گاز و رطوبت به داخل پانل تسریع می ­شود و عمر پانل خلاء کاهش می یابد.

کاربردها

از آنجایی که پانل­های خلاء گران هستند صرفاً در جاهایی استفاده می ­شوند که نیاز به عایق­کاری با میزان R بالا نیاز باشد و یا امکان استفاده از عایق­های حجیم به علت کمبود فضا میسر نباشد. در قسمتهای مختلف ساختمان از جمله عایق کردن سقف­ ، دیوار و کف قابلیت کاربرد دارد.