RU114073U1 - HEAT-INSULATING PANEL - Google Patents

Abstract

Теплоизолирующая панель, включающая слой теплоизоляционного материала и разделенные перемычками плоские воздушные полости, отличающаяся тем, что последние формируют в объеме теплоизоляционного материала параллельно поверхностям панели не менее чем в два слоя, причем в разных слоях полости могут быть расположены в шахматном порядке, суммарная площадь перемычек между соседними полостями, расположенными в одном слое, находится в пределах от 15 до 20% от общей площади панели, а в каждой воздушной полости параллельно стенкам с наибольшей площадью располагают с воздушными зазорами один или несколько тепловых отражателей. A heat-insulating panel, including a layer of heat-insulating material and flat air cavities separated by bridges, characterized in that the latter form in the volume of the heat-insulating material parallel to the surfaces of the panel in at least two layers, and in different layers the cavities can be staggered, the total area of the bridges between adjacent cavities located in one layer are in the range from 15 to 20% of the total area of the panel, and in each air cavity, parallel to the walls with the largest area, one or more thermal reflectors are placed with air gaps.

Description

Полезная модель относится к конструкциям панелей для изготовления изотермических автомобильных фургонов, контейнеров, рефрижераторов, а так же промышленного и гражданского строительства и может быть использована в качестве наружных ограждающих конструкций, теплоизоляционных и несущих конструкций зданий, сооружений, кровельных покрытийThe utility model relates to the construction of panels for the manufacture of insulated automobile vans, containers, refrigerators, as well as industrial and civil engineering and can be used as external walling, thermal insulation and load-bearing structures of buildings, structures, roofing

Степень теплоизоляции автомобильных фургонов и любых других теплоизолированных объемов характеризуется так называемым общим коэффициентом теплопередачи К. Его физический смысл - мощность теплопередачи в Ваттах через 1 м² поверхности, через которую происходит теплообмен теплоизолированного объема с внешней средой, при разности температуры воздуха снаружи и внутри объема 1°С. Размерность коэффициента теплопередачи Вт/м²∙°С.The degree of thermal insulation of automobile vans and any other thermally insulated volumes is characterized by the so-called common heat transfer coefficient K. Its physical meaning is the heat transfer power in watts through 1 m ^{2 of the} surface through which heat is exchanged between the heat-insulated volume and the external environment, with a difference in air temperature outside and inside the volume 1 ° C. Dimension of heat transfer coefficient W / m ² ∙ ° С.

Предельные значения коэффициента теплопередачи для разных классов теплоизолированных автомобильных фургонов определены в «Соглашении о международных перевозках скоропортящихся пищевых продуктов и о специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок (СПС)».The limit values of the heat transfer coefficient for different classes of heat-insulated automobile vans are defined in the "Agreement on the international transport of perishable foodstuffs and on special vehicles intended for these transportations (ATP)".

Текст соглашения СПС на сайте http://live.unece.org/trans/main/wp11/atp.htmlThe text of the ATP agreement at http://live.unece.org/trans/main/wp11/atp.html

Фургон считается фургоном с усиленной теплоизоляцией, если его коэффициент теплопередачи не выше 0,4 Вт/м²∙°С. Только такие фургоны рекомендуется использовать для транспортировки замороженной продукции при температуре до -20°С.A van is considered a van with enhanced thermal insulation if its heat transfer coefficient is not higher than 0.4 W / m ² ∙ ° С. Only such vans are recommended for transportation of frozen products at temperatures up to -20 ° C.

Если данный коэффициент больше 0,4 Вт/м²∙°С, но не превышает 0,7 Вт/м²∙°С, такие фургоны считаются обычным изотермическим и рекомендуются для перевозки охлажденных продуктов при температурах от -5 до +5°С.If this coefficient is more than 0.4 W / m ² ∙ ° С, but does not exceed 0.7 W / m ² ∙ ° С, such vans are considered to be regular isothermal and are recommended for transportation of chilled products at temperatures from -5 to + 5 ° С .

Фургоны, имеющие коэффициент теплопередачи более 0,7 Вт/м²∙°С, вообще не считаются изотермическими, и на них не принято устанавливать холодильное оборудование.Vans with a heat transfer coefficient of more than 0.7 W / m ² ∙ ° C are not generally considered isothermal, and it is not customary to install refrigeration equipment on them.

Для изготовления изотермических фургонов чаще всего применяют сэндвич-панели, представляющие собой многослойные конструкции, имеющие внешние обшивки из листового материала и между ними слой теплоизолятора, склеенные между собой клеем.For the manufacture of isothermal vans, sandwich panels are most often used, which are multilayer structures having external sheathing from sheet material and between them a layer of heat insulator glued together with glue.

Общий коэффициент теплопередачи изотермического фургона, собранного из таких панелей, в первую очередь, определяется коэффициентом теплопроводности и толщиной теплоизоляционного материала и может быть вычислен по формуле К=λ/d, где λ - коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала в Вт/м²∙°С, d - толщина слоя теплоизолятора в метрах.The total heat transfer coefficient of an isothermal van assembled from such panels is primarily determined by the heat conductivity coefficient and the thickness of the heat-insulating material and can be calculated by the formula K = λ / d, where λ is the heat conductivity coefficient of the heat-insulating material in W / m ² ∙ ° С, d is the thickness of the insulator layer in meters.

Теплоизоляционные материалы, традиционно применяемые для изготовления сэндвич-панелей, пенопласт, экструдированный пенополистирол, пенополиуретан имеют коэффициент теплопроводности 0,03-0,04 Вт/м²∙°С и, как правило, обеспечивают получение коэффициентов теплопередачи изотермических фургонов, удовлетворяющие требованиям СПС.Thermal insulation materials traditionally used for the manufacture of sandwich panels, polystyrene, extruded polystyrene foam, polyurethane foam have a heat conductivity coefficient of 0.03-0.04 W / m ² ∙ ° С and, as a rule, provide heat transfer coefficients of isothermal vans that satisfy the requirements of ATP.

Однако нередко встречаются ситуации, когда теплопередача в теплоизолированный объем при использовании традиционных материалов оказывается слишком высокой. Например, когда невозможно применить теплоизолятор достаточной толщины. Типичный пример - необходимость погрузки в изотермический фургон двух европаллет, требующих внутренней ширины фургона 2500 мм, в то время, как предельная допустимая ширина фургона, определяемая ПДД, составляет 2600 мм, то есть стенка фургона не может быть сделана толще 50 мм.However, there are often situations where the heat transfer to a thermally insulated volume when using traditional materials is too high. For example, when it is impossible to use a heat insulator of sufficient thickness. A typical example is the need to load two Euro pallets into an insulated van, requiring an internal width of the van of 2500 mm, while the maximum permissible width of the van, determined by the traffic regulations, is 2600 mm, that is, the wall of the van cannot be made thicker than 50 mm.

Другой типичный пример - изотермический фургон с холодоаккумуляторной (эвтектической) холодильной системой, для успешной работы которой коэффициент теплопередачи фургона должен быть не более 0,3 Вт/м²∙°С, а габариты фургона и перевозимого груза не позволяют сделать толщину теплоизолятора больше 100-120 мм.Another typical example is an isothermal van with a cold storage (eutectic) refrigeration system, for which the van's heat transfer coefficient should be no more than 0.3 W / m ² ∙ ° С, and the dimensions of the van and the transported cargo do not allow the thickness of the insulator to exceed 100- 120 mm.

В таких случаях применяют более сложные конструкции теплоизолирующих панелей.In such cases, more complex designs of heat insulating panels are used.

Так известно вакуумное теплоизоляционное изделие (Патент РФ №2144595), предназначенное для использования в строительстве, а также для теплоизоляции рефрижераторов, холодильников, теплоэнергетического и технологического оборудования и др., выполненное в виде вакуумированного плоского корпуса, в котором основание и крышка корпуса с внутренней стороны снабжены ребрами жесткости, опирающимися на промежуточный опорный элемент, выполненный в виде несущей рамки с натянутой на нее сеткой.It is well known that a vacuum thermal insulation product (RF Patent No. 2144595) is intended for use in construction, as well as for thermal insulation of refrigerators, refrigerators, heat power and technological equipment, etc., made in the form of a vacuum flat case, in which the base and cover of the case are on the inside equipped with stiffeners based on an intermediate support element, made in the form of a supporting frame with a mesh stretched over it.

Суть указанного изобретения в применении в качестве теплоизолятора вакуума, коэффициент теплопроводности которого равен нулю и теплопередача конструкции с вакуумом в качестве теплоизолятора обусловлена только лишь радиационными эффектами (теплопередача излучением) и утечками тепла через края конструкции. Такая теплоизоляция давно применяется в сосудах Дьюара.The essence of this invention is the use of a vacuum as a heat insulator, the thermal conductivity of which is zero and the heat transfer of the structure with a vacuum as a heat insulator is due only to radiation effects (radiation heat transfer) and heat leaks through the edges of the structure. Such thermal insulation has long been used in Dewar vessels.

Недостатком изобретения является то, что легко реализуемая на практике конструкция сферического или цилиндрического сосуда Дьюара, становится крайне трудной для реализации в случае плоской формы теплоизоляционного изделия. Атмосферное давление стремится сплющить плоский сосуд с вакуумом внутри с силой 10 тонн на м², что вынуждает помещать внутрь герметичной оболочки сложную поддерживающую конструкцию, чрезвычайно удорожающую теплоизоляционное изделие и увеличивающее его вес. Стоимость и изотермического фургона, изготовленного из таких панелей была бы совершенно неприемлемой для массового применения. Нарушение герметичности оболочки приводит к потере теплоизолирующих свойств конструкций из таких панелей.The disadvantage of the invention is that the easily realized in practice design of a spherical or cylindrical Dewar vessel becomes extremely difficult to implement in the case of a flat shape of the insulating product. Atmospheric pressure tends to flatten a flat vessel with a vacuum inside with a force of 10 tons per m ² , which forces a complex supporting structure to be placed inside the sealed enclosure, which makes the thermal insulation product extremely expensive and increases its weight. The cost of an isothermal van made from such panels would be completely unacceptable for mass use. Violation of the tightness of the shell leads to a loss of heat-insulating properties of structures from such panels.

Известны вакуумные теплоизолирующие панели, которые представляют собой герметичную гибкую оболочку, наполненную высокопористым веществом (перлит). Из оболочки откачан воздух. Производство налажено немецкой фирмой va-Q-tec AG (информация на сайте http://va-q-tec.com). В этом случае, в отличие от предыдущего, роль поддерживающей оболочку конструкции играет пористый наполнитель. Коэффициент теплопроводности таких теплоизолирующих плит существенно ниже, чем у самых лучших традиционных теплоизоляторов из вспененных материалов. Однако вес 1 м² таких плит превышает 100 кг, что существенно выше, чем у вспененных материалов, а высокая цена таких изделий совершенно неприемлема для изготовления изотермических фургонов. Кроме того, нарушение герметичности оболочки приводит к потере, как и в предыдущем примере, теплоизолирующих свойств конструкций из таких панелей.Vacuum heat-insulating panels are known, which are a hermetic flexible shell filled with highly porous material (perlite). Air is pumped out of the shell. The production was established by the German company va-Q-tec AG (information on the website http://va-q-tec.com). In this case, in contrast to the previous one, the porous filler plays the role of the shell supporting structure. The thermal conductivity coefficient of such heat-insulating plates is significantly lower than that of the best traditional heat insulators made of foam materials. However, the weight of 1 m ^{2 of} such plates exceeds 100 kg, which is significantly higher than that of foamed materials, and the high price of such products is completely unacceptable for the manufacture of isothermal vans. In addition, a violation of the tightness of the shell leads to the loss, as in the previous example, of the heat-insulating properties of structures from such panels.

В качестве прототипа выбран наиболее близкий к предлагаемому решению патент №345723 - Рулонный утеплитель, содержащий вспененный полиэтилен, покрытый алюминиевой фольгой, отличающийся тем, что на поверхности фольги по длине рулона расположены прокладки из эластичного теплоизолирующего материала, на которых закреплено ограничивающее полотно из полиэтиленовой пленки.As a prototype, patent No. 345723, which is closest to the proposed solution, was selected - Roll insulation containing foamed polyethylene coated with aluminum foil, characterized in that on the surface of the foil along the length of the roll there are spacers made of elastic heat-insulating material, on which a bounding sheet made of polyethylene film is fixed.

Конструкция рулонного утеплителя представлена на Фиг.1The design of the roll insulation is shown in figure 1

Суть изобретения в том, что в слое теплоизолирующего материала 3 присутствуют полости, отделенные друг от друга прокладками 4 и заполоненные воздухом, коэффициент теплопередачи которого, во-первых, ниже, чем у вспененного теплоизолятора, и, во-вторых, на границе теплоизолятор - воздух внутри полости возникает переходный слой, который так же способствует снижению коэффициента теплопередачи. В итоге получают слой теплоизолятора, имеющий толщину, равную сумме толщин теплоизолятора 3 (с фольгой 2) и прокладки 4 (с пленкой 1), коэффициент теплопередачи через который при суммарной толщине ниже, чем в сплошном слое теплоизолятора той же суммарной толщины, но при отсутствии воздушных полостей.The essence of the invention is that in the layer of insulating material 3 there are cavities separated from each other by gaskets 4 and filled with air, the heat transfer coefficient of which is, firstly, lower than that of a foamed heat insulator, and, secondly, at the border of the heat insulator - air inside the cavity there is a transition layer, which also helps to reduce the heat transfer coefficient. As a result, a heat insulator layer is obtained having a thickness equal to the sum of the thicknesses of the heat insulator 3 (with foil 2) and gasket 4 (with film 1), the heat transfer coefficient through which, with a total thickness, is lower than in a continuous layer of a heat insulator of the same total thickness, but in the absence of air cavities.

Недостатком представленного рулонного утеплителя является его гибкость. Такой утеплитель обязательно должен быть закреплен на каком-то каркасе.The disadvantage of the presented roll insulation is its flexibility. Such a heater must be fixed on some frame.

Другим недостатком является слишком высокое значение коэффициента теплопередачи у теплоизолированных конструкций, изготовленных с применением такого рулонного утеплителя.Another disadvantage is the too high value of the heat transfer coefficient of thermally insulated structures made using such a roll insulation.

Предлагаемая полезная модель обеспечивает следующий технический результат - получение теплоизолирующих панелей, имеющих достаточную прочность и жесткость, позволяющую создавать бескаркасные теплоизолирующие конструкции, работающие в условиях высоких динамических нагрузок на транспорте, и имеющие коэффициент теплопередачи существенно ниже, чем у рулонного утеплителя, выбранного в качестве прототипа, а так же и других традиционных теплоизолирующих материалов.The proposed utility model provides the following technical result - obtaining heat-insulating panels having sufficient strength and rigidity, allowing you to create frameless heat-insulating structures that work under high dynamic loads in transport, and having a heat transfer coefficient significantly lower than that of a roll insulation selected as a prototype, as well as other traditional heat-insulating materials.

Технический результат достигается тем, что в теплоизолирующей панели слой теплоизоляционного материала и разделенные перемычками плоские воздушные полости, последние формируют в объеме теплоизоляционного материала параллельно поверхностям панели не менее, чем в два слоя, причем, в разных слоях полости могут быть расположены в шахматном порядке, суммарная площадь перемычек между соседними полостями, расположенными в одном слое, не превышает 15-20% от общей площади панели, а в каждой полости параллельно стенкам с наибольшей площадью с воздушными зазорами располагают один или несколько тепловых отражателей.The technical result is achieved in that in a heat-insulating panel a layer of heat-insulating material and flat air cavities separated by jumpers, the latter form in the volume of heat-insulating material parallel to the panel surfaces in at least two layers, moreover, in different layers of the cavity they can be staggered, total the area of the jumpers between adjacent cavities located in one layer does not exceed 15-20% of the total panel area, and in each cavity parallel to the walls with the largest area with ear clearances have one or more heat reflectors.

Конструкция предлагаемой теплоизолирующей панели изображена на Фиг.2:The design of the proposed insulating panel is shown in figure 2:

1 - теплоизоляционный материал1 - thermal insulation material

2 - воздушные полости в теплоизоляционном материале, расположенные в n слоев друг над другом в шахматном порядке2 - air cavities in a heat-insulating material located in n layers one above the other in a checkerboard pattern

3 - тепловые отражатели в каждой полости, расположенные друг над другом с воздушным зазором3 - thermal reflectors in each cavity, located one above the other with an air gap

На Фиг.2 схематично изображен поперечный разрез панели с воздушными полостями 2, расположенными друг над другом в n слоев. С увеличением количества слоев воздушных полостей теплоизолирующие свойства панели улучшаются. Предел на увеличение количества слоев воздушных полостей накладывает только снижение прочности панели.Figure 2 schematically shows a cross section of a panel with air cavities 2 located one above the other in n layers. With an increase in the number of layers of air cavities, the insulating properties of the panel improve. The limit on the increase in the number of layers of air cavities is imposed only by a decrease in the strength of the panel.

В каждой воздушной полости 2 расположен тепловой отражатель 3. Отражатели также могут быть в несколько слоев, что отражено на Фиг.2. Назначение отражателей - уменьшение теплопередачи сквозь плоскую воздушную полость за счет излучения тепла с ее стенок. Так, например, один отражатель из блестящей алюминиевой фольги, независимо от ее толщины, снижает теплопередачу излучением в два раза. Два слоя отражателей с воздушным зазором между ними - снижает теплопередачу в 4 раза, Три слоя - в 8 раз и т.д.In each air cavity 2 there is a thermal reflector 3. Reflectors can also be in several layers, which is reflected in Figure 2. The purpose of the reflectors is to reduce heat transfer through a flat air cavity due to heat radiation from its walls. So, for example, one reflector made of shiny aluminum foil, regardless of its thickness, reduces heat transfer by radiation by half. Two layers of reflectors with an air gap between them - reduces heat transfer by 4 times, Three layers - by 8 times, etc.

Отражатели могут быть прикреплены к теплоизолятору, причем, достаточно закрепить в одной или нескольких точках, например, клеем в углах, а могут быть просто вложены в полость и удерживаться в ней за счет упругости. Важно, чтобы между теплоизолятором и отражателем, а так же между соседними отражателями тепла, если их несколько, на максимально возможной их площади, за исключением только лишь точек крепления и некоторого количества точек возможного соприкосновения друг с другом, должен присутствовать воздушный зазор не менее 0,1 ммReflectors can be attached to the heat insulator, moreover, it is enough to fix it at one or several points, for example, with glue in the corners, or they can simply be inserted into the cavity and held in it due to elasticity. It is important that between the heat insulator and the reflector, as well as between adjacent heat reflectors, if there are several, on the maximum possible area, with the exception of only the attachment points and a certain number of points of possible contact with each other, there must be an air gap of at least 0, 1 mm

Поверхность отражателей может быть не плоской, а, например, гофрированной. Теплоотражатель помимо своей основной функции, снижение теплопередачи излучением, выполняет еще одну функцию - он разделяет пространство воздушной полости на две или более областей, что снижает интенсивность конвективных потоков воздуха в замкнутой полости и способствует дополнительному снижению коэффициента теплопередачи теплоизоляционной панели. Именно поэтому важно наличие воздушных зазоров пусть даже самой малой толщины.The surface of the reflectors may not be flat, but, for example, corrugated. Apart from its main function, a heat reflector, by reducing radiation heat transfer, performs another function - it divides the space of the air cavity into two or more areas, which reduces the intensity of convective air flows in a closed cavity and further reduces the heat transfer coefficient of the heat-insulating panel. That is why it is important to have air gaps even of the smallest thickness.

Отражателем может являться также слой металлизации или какого-то другого отражающего тепло покрытия, нанесенного непосредственно на стенки воздушных полостей, хотя эффективность такого теплоотражателя будет ниже, чем у вложенного в полость одного или нескольких отражателей с воздушными зазорами.The reflector can also be a layer of metallization or some other heat-reflecting coating applied directly to the walls of the air cavities, although the efficiency of such a heat reflector will be lower than that of one or more reflectors with air gaps inserted into the cavity.

В качестве отражателя, нанесенного непосредственно на стенки воздушных полостей может быть применено теплоизоляционное покрытие на основе полых микросфер (пат. РФ №2374281), которое в тонком слое обладает очень низким коэффициентом теплопроводности.As a reflector deposited directly on the walls of air cavities, a heat-insulating coating based on hollow microspheres (US Pat. RF No. 2374281) can be used, which in a thin layer has a very low coefficient of thermal conductivity.

Предпочтительное расположение полостей в теплоизоляционном материале в каждом слое показано на Фиг.3.A preferred arrangement of cavities in the insulating material in each layer is shown in FIG. 3.

Регулярное расположение полостей удобно в технологическом плане, так как упрощает автоматизацию процесса изготовления полостей и размещение отражателей в них.The regular arrangement of cavities is convenient from a technological point of view, since it simplifies the automation of the manufacturing process of cavities and the placement of reflectors in them.

Размер полостей и ширину перемычек 4 между ними выбирают таким образом, чтобы на плите теплоизолятора убралось бы целое количество полостей по ее ширине и длине с учетом требования: суммарная площадь перемычек между полостями должна быть 15-20% от общей площади панели. Чем больше площадь перемычек, через которые идет прямой, ничем не ограниченный тепловой поток, тем, естественно, слабее проявляется эффект снижения коэффициента теплопередачи панели за счет наличия воздушных полостей. Однако чрезмерное снижение площади перемычек приводит к уменьшению прочности панели. Указанные 15-20% - экспериментально найденный нами компромисс между теплопередачей через панель и ее прочностью.The size of the cavities and the width of the jumpers 4 between them is chosen so that an integer number of cavities is removed on the heat insulator plate according to its width and length, taking into account the requirement: the total area of the jumpers between the cavities should be 15-20% of the total panel area. The larger the area of the jumpers through which there is a direct, unlimited heat flow, the naturally weaker the effect of reducing the heat transfer coefficient of the panel due to the presence of air cavities. However, an excessive reduction in the area of the jumpers leads to a decrease in the strength of the panel. The indicated 15-20% is a compromise we experimentally found between the heat transfer through the panel and its strength.

Глубину полостей выбирают в пределах 3-15 мм в зависимости от толщины панели. При увеличении глубины полости свыше 15 мм ее тепловое сопротивление уже практически не увеличивается, а прочность панели уменьшается. При глубине полости менее 3 мм ее тепловое сопротивление начинает быстро уменьшатся и эффект снижения коэффициента теплопередачи панели за счет присутствия в ней воздушных полостей уменьшается.The depth of the cavities is selected within 3-15 mm, depending on the thickness of the panel. With an increase in the depth of the cavity over 15 mm, its thermal resistance practically does not increase, and the strength of the panel decreases. With a cavity depth of less than 3 mm, its thermal resistance begins to decrease rapidly and the effect of reducing the heat transfer coefficient of the panel due to the presence of air cavities in it decreases.

Расположение воздушных полостей в шахматном порядке позволяет прервать тепловой поток через перемычку между соседними полостями в одном слое воздушной полостью в следующем слое, что также позволяет дополнительно понизить коэффициент теплопередачи панели.The location of the air cavities in a checkerboard pattern allows you to interrupt the heat flow through the jumper between adjacent cavities in one layer by the air cavity in the next layer, which also allows you to further reduce the heat transfer coefficient of the panel.

Сущность полезной модели поясняется на примере изготовления в соответствии с заявляемой полезной моделью теплоизолирующих сэндвич панелей «Проматерм» для изотермического фургона, предназначенного для установки на него эвтектической холодильной системы. Для успешной работы таких холодильных систем, основанных на предварительном накоплении холода в замороженном растворе, требуется изотермический фургон с очень высокой степенью теплоизоляции.The essence of the utility model is illustrated by the example of manufacturing in accordance with the claimed utility model of heat-insulating sandwich panels “Promaterm” for an isothermal van designed to install an eutectic refrigeration system on it. For the successful operation of such refrigeration systems based on the preliminary accumulation of cold in a frozen solution, an isothermal van with a very high degree of thermal insulation is required.

Для изготовления сэндвич панелей в качестве теплоизолирующего материала был использован экструдированный пенополистирол «Теплекс» в виде плит размером 2000×600×40 мм, имеющих коэффициент теплопроводности 0,028 Вт/м∙°С.For the manufacture of sandwich panels as an insulating material was used extruded polystyrene "Teplex" in the form of plates with a size of 2000 × 600 × 40 mm, having a thermal conductivity of 0.028 W / m ∙ ° C.

Полости в слое теплоизолятора были изготовлены следующим образом.The cavities in the insulator layer were made as follows.

В части плит теплоизолятора с обеих сторон были сделаны с помощью фрезеровки углубления размером в плане 130×130 мм и глубиной 5 мм. Ширина перемычки между углублениями составляла 15 мм. На ширине плиты (600 мм) убирается 4 таких углубления с перемычками, а суммарная площадь перемычек не превышает 20% площади панели.Regarding the plates of the heat insulator, both sides were made using milling of a recess with a plan size of 130 × 130 mm and a depth of 5 mm. The width of the bridge between the recesses was 15 mm. On the width of the plate (600 mm) 4 such recesses with jumpers are removed, and the total area of the jumpers does not exceed 20% of the panel area.

В каждое углубление был вложен квадрат 130×130 мм из пищевой алюминиевой фольги и закреплен по углам 4 каплями клея.A 130 × 130 mm square of food-grade aluminum foil was embedded in each depression and fixed at the corners with 4 drops of glue.

После этого осуществлялась сборка сэндвич панели в следующей последовательности:After that, the sandwich panel was assembled in the following sequence:

- на стол пресса укладывалась внешняя обшивка сэндвич панели - плакированная оцинкованная сталь 0,6 мм, на нее наносился слой клея (применялся двухкомпонентный полиуретановый клей);- an external sandwich panel covering was placed on the press table - 0.6 mm clad galvanized steel, a layer of glue was applied to it (two-component polyurethane adhesive was used);

- на клей укладывались встык плиты теплоизолятора без фрезерованных углублений, на уложенные плиты теплоизолятора снова наносился слой клея;- butt plates of the heat insulator without milled recesses were laid on the adhesive, the adhesive layer was again applied to the laid plates of the heat insulator;

- на клей укладывались встык плиты теплоизолятора с фрезерованными углублениями и вклеенной в них фольгой;- on the adhesive were laid end-to-end plates of the insulator with milled recesses and foil glued into them;

- на плиты без углублений на монтажном столе рядом с прессом наносился слой клея и они укладывались встык на плиты с углублениями, находящимися на столе пресса, на поверхность уложенных плит снова наносился слой клея;- a layer of glue was applied to plates without indentations on the mounting table near the press and they were laid end-to-end on plates with indentations located on the press table, an adhesive layer was again applied to the surface of the laid plates;

- на слой клея укладывалась внутренняя обшивка сэндвич панели - оцинкованная сталь 0,5 мм.- on the glue layer was laid the inner lining of the sandwich panel - 0.5 mm galvanized steel.

Вся эта сборка сжималась прессом до полного схватывания клея (~12 часов).This entire assembly was compressed by a press until the glue completely set (~ 12 hours).

В итоге получалась многослойная сэндвич панель с размером 5200×1660 мм толщиной 121 мм для одной из стен фургона. Герметичные воздушные полости с теплоотражателями в них, расположенные в два слоя в шахматном порядке, оказывались внедрены внутрь панели. См фиг.4.The result was a sandwich panel with a size of 5200 × 1660 mm and a thickness of 121 mm for one of the walls of the van. Sealed air cavities with heat reflectors in them, arranged in two layers in a checkerboard pattern, turned out to be embedded inside the panel. See figure 4.

На фиг.4:In figure 4:

1 - внутренний слой сэндвич панели - оцинкованная сталь 0,5 мм;1 - the inner layer of the sandwich panel - galvanized steel 0.5 mm;

2 - три плиты теплоизолятора толщиной по 40 мм каждая;2 - three plates of a heat insulator 40 mm thick each;

3 - полости 130×130×5 мм, фрезерованные на обеих сторонах средней плиты с перемычками шириной 15 мм (Фиг.3). В каждой полости имеется один теплоотражатель из алюминиевой фольги, приклеенный к дну полости по углам;3 - cavity 130 × 130 × 5 mm, milled on both sides of the middle plate with jumpers 15 mm wide (Figure 3). Each cavity has one aluminum foil heat reflector glued to the bottom of the cavity at the corners;

4 - внешний слой сэндвич панели - плакированная оцинкованная сталь 0,6 мм;4 - the outer layer of the sandwich panel - clad galvanized steel 0.6 mm;

5 - слои клея (двухкомпонентный полиуретановый клей «Кестопур»)5 - layers of glue (two-component polyurethane adhesive "Kestopur")

Точно так же были изготовлены панели пола, потолка, передняя и задняя стенки фургона.In the same way, floor, ceiling, front and rear walls of the van were made.

Из этих панелей был собран изотермический фургон - мороженица с 10 боковыми дверями (по 5 с каждой стороны) размером 5200×200×1660 мм. Коэффициент теплопередачи фургона был измерен на измерительной станции ООО «Тепломер» по методике, определенной в «Соглашении о международных перевозках скоропортящихся пищевых продуктов и о специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок (СПС).From these panels an isothermal van was assembled - an ice-cream parlor with 10 side doors (5 on each side) measuring 5200 × 200 × 1660 mm. The heat transfer coefficient of the van was measured at the measuring station of Teplomer LLC according to the method defined in the Agreement on the international transport of perishable foodstuffs and on special vehicles intended for these transportations (ATP).

Измерения показали, что коэффициент теплопередачи фургона 0,28 Вт/м²∙°С. Измерения точно таких же фургонов, изготовленных ранее из экструдированного пенопласта «Теплекс» толщиной 120 мм по традиционной технологии (без воздушных полостей), показывали коэффициент теплопередачи 0,35-0,38 Вт/м²∙°С.The measurements showed that the heat transfer coefficient of the van is 0.28 W / m ² ∙ ° С. Measurements of exactly the same vans made previously from extruded Teplex foam 120 mm thick using traditional technology (without air cavities) showed a heat transfer coefficient of 0.35-0.38 W / m ² ∙ ° С.

То есть применение в качестве теплоизолятора заявляемых теплоизолирующих панелей толщиной 120 мм с 2 слоями воздушных полостей для изготовления изотермического фургона вместо ранее применяемого такого же теплоизолятора в виде единой плиты толщиной 120 мм позволило снизить коэффициент теплопередачи фургона на 20%.That is, the use of the inventive heat-insulating panels with a thickness of 120 mm with 2 layers of air cavities for the manufacture of an insulated van as a heat insulator instead of the previously used the same heat insulator in the form of a single plate with a thickness of 120 mm made it possible to reduce the heat transfer coefficient of the van by 20%.

На фургон, изготовленный из заявляемых теплоизолирующих панелей, была установлена эвтектическая холодильная система «Carrier» и этот рефрижератор на шасси Hd-78 с успехом эксплуатируется в Краснодарском крае в условиях высокой температуры окружающего воздуха, что подтверждает его высокую степень теплоизоляции.A “Carrier” eutectic refrigeration system was installed on a van made of the claimed heat-insulating panels, and this refrigerator on the Hd-78 chassis was successfully operated in the Krasnodar Territory in conditions of high ambient temperature, which confirms its high degree of thermal insulation.

Следует так же отметить, что эвтектические плиты в количестве 5 штук, закрепленные на потолке в фургоне, и 1 плита на передней стенке имеют вес 81 кг каждая, то есть их общий вес 486 кг, а с учетом элементов крепления и прочей арматуры холодильной системы вес превышает 500 кг. Успешная эксплуатация рефрижератора на протяжение уже нескольких месяцев подтверждает высокую прочность заявляемых теплоизолирующих панелей, достаточную для создания конструкций, работающих в условиях динамических нагрузок на транспорте.It should also be noted that eutectic plates in the amount of 5 pieces, mounted on the ceiling in the van, and 1 plate on the front wall have a weight of 81 kg each, that is, their total weight is 486 kg, and taking into account the fasteners and other valves of the refrigeration system, the weight exceeds 500 kg. The successful operation of the refrigerator for several months confirms the high strength of the claimed heat-insulating panels, sufficient to create structures that work under conditions of dynamic loads in transport.

В дополнение следует заметить, что воздушные полости могут быть образованы и на наружных плоскостях теплоизолирующих панелей, см. Фиг.5, что существенно упростило бы и удешевило их изготовление, так как в этом случае присутствует всего 2 слоя клея, а не 4, как на Фиг.4, а формирование полостей на внешней поверхности намного менее трудоемко, чем во внутреннем объеме плиты.In addition, it should be noted that air cavities can also be formed on the outer planes of heat-insulating panels, see Figure 5, which would greatly simplify and reduce the cost of their manufacture, since in this case there are only 2 layers of glue, and not 4, as on Figure 4, and the formation of cavities on the outer surface is much less time-consuming than in the internal volume of the plate.

На фиг.5:In figure 5:

1 - внутренний слой сэндвич панели - оцинкованная сталь 0,5 мм;1 - the inner layer of the sandwich panel - galvanized steel 0.5 mm;

2 - плита теплоизолятора толщиной по 120 мм;2 - a plate of a heat insulator 120 mm thick;

3 - полости 130×130×5 мм, фрезерованные на обеих сторонах плиты с перемычками шириной 15 мм (Фиг.3). В каждой полости имеется теплоотражатель из алюминиевой фольги, приклеенный к дну полости по углам;3 - cavity 130 × 130 × 5 mm, milled on both sides of the plate with jumpers 15 mm wide (Figure 3). In each cavity there is a heat reflector made of aluminum foil glued to the bottom of the cavity at the corners;

4 - внешний слой сэндвич панели - плакированная оцинкованная сталь 0,6 мм;4 - the outer layer of the sandwich panel - clad galvanized steel 0.6 mm;

5 - слои клея (двухкомпонентный полиуретановый клей «Кестопур»)5 - layers of glue (two-component polyurethane adhesive "Kestopur")

Однако испытания прочности на изгиб сэндвич панелей, изготовленных из таких теплоизолирующих панелей, показали существенное снижение прочности, так как при изгибе наибольшие касательные напряжения возникают именно на наружных плоскостях, и уменьшение до 15-20% от общей площади приклейки внешней обшивки приводит к существенному снижению прочности сэндвич панели, что ограничивает диапазон их возможного применения. Разрушение при изгибе возникает за счет отрыва внешней обшивки из-за недостаточной площади склейки.However, tests of the flexural strength of sandwich panels made of such heat-insulating panels showed a significant decrease in strength, since during bending the highest tangential stresses occur precisely on the outer planes, and a decrease of up to 15-20% of the total area of gluing of the outer skin leads to a significant decrease in strength sandwich panels, which limits the range of their possible application. Damage during bending occurs due to the separation of the outer skin due to insufficient bonding area.

Касательные напряжения, возникающие при изгибе в глубине объеме панели вблизи ее средней линии, намного меньше и поэтому уменьшение площади склейки в глубине панели до 15-20% от общей площади панели не приводит к существенному уменьшению прочности. При увеличении количества слоев воздушных полостей для дальнейшего снижения коэффициента теплопередачи, не следует удалять слои с воздушными полостями от средней плоскости панели дальше, чем на 15-20% от полной толщины панели.The shear stresses arising during bending in the depth of the panel near its midline are much smaller, and therefore a decrease in the gluing area in the depth of the panel to 15-20% of the total panel area does not significantly reduce the strength. When increasing the number of layers of air cavities to further reduce the heat transfer coefficient, do not remove layers with air cavities from the middle plane of the panel further than 15-20% of the total thickness of the panel.

Разумеется, сказанное выше справедливо для конструкций из панелей, подверженным высоким нагрузкам, подобным автофургонам или крупным конструкциям в строительстве.Of course, the above is true for panel structures subject to high loads, such as vans or large structures in construction.

Если речь идет о конструкциях, не подверженных значительным нагрузкам, предназначенных, например, для работы в лабораторных условиях, ограничения на количество слоев воздушных полостей и их расположение практически полностью отсутствуют.If we are talking about structures that are not subject to significant loads, designed, for example, to work in laboratory conditions, there are practically no restrictions on the number of layers of air cavities and their location.

В таких случаях предлагаемая теплоизолирующая панель не обязательно должна применяться в качестве теплоизолятора в составе сэндвич панели, то есть когда на поверхности панели наклеены внешние слои из листового материала (1 и 4 на Фиг.4), увеличивающие прочность. Они могут применяться и без внешнего покрытия, как изображено на Фиг.2.In such cases, the proposed heat-insulating panel does not have to be used as a heat insulator as part of a sandwich panel, that is, when external layers of sheet material are glued to the panel surface (1 and 4 in FIG. 4), which increase the strength. They can be used without external coating, as shown in Fig.2.

Расчеты показывают, что применение предлагаемых теплоизоляционных панелей из экструдированного пенополистирола «Теплекс» с 5 слоями воздушных полостей и двумя слоями теплоотражателей в каждой воздушной полости позволяет получить теплоизолированную конструкцию с коэффициентом теплопередачи не выше 0,20 Вт/м²∙°С при толщине 80 мм. Расчетный коэффициент теплопередачи конструкции из 80 мм теплекса с коэффициентом теплопроводности 0,028 Вт/м∙°С без воздушных полостей и теплоотражателей, составлял бы 0,35 Вт/м²∙°С.Calculations show that the use of the proposed thermal insulation panels made of extruded Teplex polystyrene foam with 5 layers of air cavities and two layers of heat reflectors in each air cavity allows to obtain a heat-insulated structure with a heat transfer coefficient of not higher than 0.20 W / m ² ∙ ° С with a thickness of 80 mm . The calculated heat transfer coefficient of a structure of 80 mm heat with a coefficient of thermal conductivity of 0.028 W / m ∙ ° C without air cavities and heat reflectors would be 0.35 W / m ² ∙ ° C.

Claims (1)

Теплоизолирующая панель, включающая слой теплоизоляционного материала и разделенные перемычками плоские воздушные полости, отличающаяся тем, что последние формируют в объеме теплоизоляционного материала параллельно поверхностям панели не менее чем в два слоя, причем в разных слоях полости могут быть расположены в шахматном порядке, суммарная площадь перемычек между соседними полостями, расположенными в одном слое, находится в пределах от 15 до 20% от общей площади панели, а в каждой воздушной полости параллельно стенкам с наибольшей площадью располагают с воздушными зазорами один или несколько тепловых отражателей.

A heat-insulating panel including a layer of heat-insulating material and flat air cavities separated by jumpers, characterized in that the latter form at least two layers in the volume of the heat-insulating material parallel to the panel surfaces, moreover, in different layers of the cavity they can be staggered, the total area of the jumpers between adjacent cavities located in one layer is in the range from 15 to 20% of the total panel area, and in each air cavity parallel to the walls with the largest area sparing one or more thermal reflectors with air gaps.