3. Холодильна ізоляція

Призначення холодильної ізоляції – зменшити зовнішні теплоприпливи в холодильні камери, охолоджувані апарати і трубопроводи.

Якщо камера погано ізольована, то збільшується проникнення теплоти через зовнішні огородження. Це приводить до збільшення витрати енергії на вироблення холоду, погіршенню умов збереження продуктів і збільшенню їхніх утрат від усушки.

3.1. Будова ізоляції. Механізм передачі теплоти. Види вологи в ізоляції

Більшість ізоляційних матеріалів має пористу структуру з твердим, або еластичним каркасом, заповненим повітрям чи багатоатомними газами (виключення – альфоль).

При наявності різниці температур з обох боків ізоляційного шару теплота передається одночасно різними способами:

• теплопровідністю по стінках пір;

• конвекцією і теплопровідністю в обсязі пір: при цьому якщо пори не замкнуті, то конвективна складова підвищується, тому що створюються транзитні конвективні потоки;

• випромінюванням між стінками пір.

Тому коефіцієнт теплопровідності ізоляції має умовний характер і в розрахунках використовують ефективне значення , що враховує усі вище перераховані способи передачі теплоти. Для засипних ізоляційних матеріалів залежить від щільності засипання; залежить від будівлі матеріалу. Наприклад, для дерева  уздовж волокон у 2 рази вище ніж поперек.

На відміну від теплової, холодильна ізоляція має наступні особливості:

• ізоляційні матеріали і роботи є дорогими; за даними проектних організацій вартість ізоляційної конструкції складає (25...40)% від загальної вартості холодильника;

• у холодильній техніці можливе застосування ефективних ізоляційних матеріалів органічного походження, які не можна застосовувати в техніку високих температур;

• можливе зволоження холодильної ізоляції в процесі експлуатації.

Види вологи в ізоляції

а) — Молекулярна волога, входить до складу хімічних формул, не видаляється навіть при нагріванні до 150^оС.

б) — Гігроскопічна волога — кількість водяної пари, що може поглинути той чи інший матеріал, характеризує його гігроскопічність. Адсорбція пари води відбувається під дією электромолекулярних сил. притягання між молекулами матеріалу і водяної пари. У результаті частки матеріалу покриваються рідинною плівкою товщиною в одну чи кілька молекул.

Вода в плівці знаходиться під тиском більш 1000 атм. і не замерзає навіть при –80^оС. Поглинання вологи з повітря припиняється по досягненні рухливої рівноваги, коли парціальний тиск насиченої водяної пари безпосередньо над поверхнею плівки матеріалу виявляється рівним парціальному тиску водяної пари в навколишньому вологому повітрі (стан рівноважної гігроскопічної вологості).

Матеріали, що мають значну рівноважну вологість, називаються гігроскопічними. До них відносяться багато холодильних ізоляційних матеріалів. Коефіцієнт теплопровідності їх у сухому стані значно зростає при контакті з навколишнім вологим повітрям, досягаючи .Тому для розрахунків необхідно використовувати практичні значення ізоляційних матеріалів , що маються у вітчизняній і радянській довідковій літературі. Наприклад, для торфоплити:

Матеріал, що містить вологу в кількості, що перевищує рівноважну вологість, називається зволоженим.

в) — Дифузійна волога з'являється в ізоляції «у роботі», тобто коли вона встановлена на огородженні, з обох сторін якого є різниця температур. Ця волога існує у виді водяної пари, що конденсується в порах, якщо вологість перевищує максимальну рівноважну, і робить ізоляційний матеріал зволоженим.

г) — Гравітаційна волога. Це краплинна волога, що попадає в ізоляційний матеріал при дощі й ін. або, що утворюється при конденсації дифузійної вологи.

Основним джерелом зволоження ізоляції є дифузійна волога. При цьому  ізоляції різко зростає, наприклад при зволоженні ізоляції на 5% (по масі), зростає в два рази.