Теплоизоляционный материал для автофургона - проблема выбора
Современная промышленность предлагает множество вариантов теплоизоляционных материалов, которые применяются повсеместно, где необходимо поддерживать заданную температуру: в строительстве, изоляции трубопроводов, в корпусах холодильного оборудования и печей, а также в автомобилестроении, в частности, в производстве изотермических отсеков и фургонов-рефрижераторов. Выбор теплоизолятора для изотермического фургона является важным процессом, так как именно этот материал во многом определяет качество перевозки продукции.
Как отмечают эксперты компании-производителя коммерческого транспорта и спецтехники "Пинго-Авто", качество теплоизолятора зависит от коэффициента теплопроводности - чем он ниже, тем больше проявляются теплоизоляционные свойства. При этом самый лучший теплоизолятор – это сухой воздух. Его коэффициент теплопроводности равен 0,022 Вт/(м*С). Следовательно, лучший искусственный теплоизолятор тот, который содержит в своей структуре больший объем воздуха.
Среди искусственных материалов самыми высокими теплоизоляционными свойствами обладают пористые или газонаполненные пластмассы – пенопласты. Они имеют строение отвердевших пен и содержат в себе преимущественно замкнутые, не сообщающиеся между собой полости, разделенные прослойками полимера и наполненные газом, что обусловливает сравнительно высокие теплоизоляционные свойства материалов данного класса.
В фургоностроении используются жесткие пенопласты, которые помимо теплоизоляционных свойств обладают достаточной прочностью, что бы справится с нагрузками, которым подвергается кузов в процессе эксплуатации – это пенополистирол и пенополиуретан.
Свойства пенополистирола и пенополиуретана
Современный пенополистирол – жесткий, долговечный, биологически и химически нейтральный, устойчивый к воде и другим жидкостям материал, поясняют специалисты "Пинго-Авто". При этом коэффициент теплопроводности пенополистирола равен 0,038-0,05 Вт/(м*С) и 0.031 Вт/(м*С) для экструдированного пенополистирола (материал с равномерной структурой, состоящей из мелких, практически полностью закрытых ячеек).
В производстве изотермических фургонов применяется пенополистирол низкой плотности, так как он обладает достаточно низкой теплопроводностью. При этом получение листового пенополистирола с необходимыми свойствами занимает от трех до пяти суток из-за чего производители автофургонов, как правило, закупают уже готовый материал. Но и с учетом этого, производство клееных сэндвич-панелей, из которых изготавливаются рефрижераторы, занимает около двух дней, так как необходимо время на спрессовку панелей и застывание клея.
В свою очередь пенополиуретан по своим характеристикам не уступает пенополистиролу: он долговечен, тепло- и морозостоек, а главное - имеет один из самых низких коэффициентов теплопроводности, равный 0,023 - 0,041 Вт/(м*С) в зависимости от плотности.
Существует два метода производства пенополиуретана: напыление и заливка. Первый, как указывают в "Пинго-Авто", лучше всего подходит для теплоизоляции труб и емкостей, а второй для производства корпусов и сэндвич-панелей автофургонов. При заливке панелей исходные компоненты пенополиуретана смешиваются при определенной температуре и без доступа воздуха. В результате образуется однородная масса, которую впрыскивают между наружным и внутренним слоями обшивки будущей сэндвич-панели. При этом благодаря способности пенополиуретана сцепляться с другими поверхностями, он сам скрепляет между собой всю панель без использования клея. Готовой заливной панели необходимо дать около суток на полимеризацию, поэтому процесс получения готовых панелей занимает не более двух дней.
Что выбрать?
Так какой же теплоизолятор предпочесть при выборе изотермического фургона? Ведь не смотря на схожие свойства пенополистирола и пенополиуретана, фургоны, изготовленные из заливных и клееных панелей, имеют конструктивные различия, которые существенно влияют на их характеристики, что, в свою очередь, во многом влияет на качество перевозок.
Так, главное отличие конструкции клееных фургонов является обязательное наличие закладных из фанеры или деревянных досок, выполняющих роль ребер жесткости − они прокладываются вертикально между листовым пенополистиролом. В частности, стандартный размер листового пенополистирола – 1м на 2м, соответственно, через каждый метр в панели расположены деревянные вставки, на месте которых в фургоне непременно будут образовываться тепловые мосты, т.к. коэффициент теплопроводности досок и фанеры значительно выше коэффициента теплопроводности пенополистирола и в среднем равен 0.12 Вт/(м*С).
Как поясняют в "Пинго-Авто", чем больше таких мостов холода в панелях, тем выше коэффициент теплопередачи (а именно, потери энергии на каждом квадратном метре при разности температур внешней и внутренней) фургона. Для изотермического фургона коэффициент теплопередачи является главным критерием качества, и если он превысит показатель в 0,7 Вт/(м²*С), согласно ГОСТу, его нельзя считать изотермическим, добавили в компании. В частности, для фургонов, где требуется поддерживать особо низкий температурный режим (рефрижераторов), коэффициент теплопередачи не должен превышать 0,4 Вт/(м²*С).
Стоит отметить, что теоретический коэффициент теплопередачи панели при этом просчитывается исходя из коэффициентов теплопроводности каждого ее слоя: наружного слоя, теплоизолятора и внутреннего слоя. Как отметили специалисты "Пинго-Авто", при выборе теплоизолятора необходимо учесть деревянные вставки, тепловые мосты, присущие любому без исключения фургону, в районе задних ворот и крепления фурнитуры и в местах стыков панелей стен, пола и потолка. В итоге, фургон будет обладать настолько высоким коэффициентом теплопроводности, что вообще не сможет называться изотермическим, поясняют эксперты.
Между тем, для того, чтобы изотермический фургон из клееных сэндвич-панелей соответствовал ГОСТу, теплоизолятор должен быть достаточной толщины и плотности. Например, при изготовлении специализированного фургона для перевозки мороженного (необходимый коэффициент теплопередачи 0,4 Вт/(м²*С)) в качестве утеплителя применяется экструдированный пенополистирол. Причем его толщина должна быть не менее 100 мм, при рекомендованной толщине 140 мм. Утолщение теплоизолятора влечет за собой увеличение объема клея и количества фанеры или досок в конструкции сэндвич-панелей, что, в конечном итоге, приводит к значительному утяжелению фургона и снижению грузоподъемности автомобиля. Другими словами, чем выше изотермические свойства кузова, тем тяжелее фургон. Такая же зависимость прослеживается с увеличением размеров фургона.
В отличие от своего клееного аналога, заливные сэндвич-панели с изоляцией из пенополиуретана не нуждаются в дополнительных деревянных усилителях конструкции, так как сами по себе панели обладают достаточной жесткостью за счет монолитного теплоизолятора по всей длине каждой панели (пенополиуретан заливается в форму под определенные размеры будущего изделия). Фургоны, изготовленные по заливной технологии, легче клееных и обладают более низким реальным коэффициентом теплопередачи. Вместе с тем при использовании пенополиуретана требуется минимальная толщина изоляции. Это свойство позволяет достигать при его применении максимально возможных тепло- и энергосберегающих характеристик. Например, на том же фургоне для перевозки мороженного будет достаточно использовать пенополиуретан плотностью 70кг/м³ и толщиной 80 мм.
Если обратиться к опыту мировых производителей холодильников, то можно увидеть, что все холодильные и морозильные камеры делаются исключительно с утеплителем из пенополиуретана. Ведь по своей сути изотермический фургон является именно холодильником. Пенополистирол, хоть и обладает схожими свойствами, но из-за особенностей конструкции сэндвич-панелей, не используется в холодильном производстве.
Таким образом, технология изготовления сэндвич-панелей не имеет особого значения только в том случае, если необходим обычный изотермический фургон, коэффициент теплопередачи которого находится в пределах от 0,5 до 0,9 Вт/(м²*С). Однако если стоит вопрос о покупке рефрижератора с реальным коэффициентом теплопередачи не выше 0,4 Вт/(м²*С), то, как считают специалисты "Пинго-Авто", единственно верный вариант − фургон из заливных панелей с утеплителем из пенополиуретана.